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DADOS EM GEOPROCESSAMENT
O
Profª: Iana Alexandra Alves Rufino
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Dados em Geoprocessamento: dois grandes grupos
+ Dados não espaciais ou alfanuméricos ou
descritivos
Dados espaciais ou gráficos ou geográficos
Atributos/informação Temática
Representados de acordo com uma escala de medição
Forma e Posição/ características geográficas
Representação Matricial e Vetorial
Dados em Geoprocessamento
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Dados em Geoprocessamento
Classificação: espaciais e não espaciais
◦ Dados não espaciais Escala ordinal Escala nominal Escala de razão Escala de intervalo
◦ Dados Espaciais Representação Vetorial Representação Matricial
Tipo de uso do solo urbano
residencial
lazer
industrialvias
Dados em Geoprocessamento
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Representação de dados em GeoprocessamentoPontos
PV2
PV3
PV1
PV5
PV4
Polígonos
Linhas
Superfície
T 1-2
T 2-3T 4-3
T 5-3
Altimetria do Bairro Universitário
Exemplo: Sistema de Esgotamento Sanitário
Bairro Universitário
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Representação de dados em Geoprocessamento
Modelo do mundo real: Sistema de esgotamento sanitário
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Representação de dados em Geoprocessamento
Trecho Extensão (m) Cota montante (m) Cota jusante (m)
T 1-2 40 540 531
T 2-3 80 490 483
T 4-3 50 470 459
T5-3 35 385 372
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais(modelo do mundo real)
+Dados não-espaciais
(informações do modelo)
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Posição Espacial
Relações Espaciais
Tempo
Forma de armazenamento
Dados espaciais: algumas considerações
Dados em Geoprocessamento
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Localização absoluta expressa em coordenadas de algum sistema de referência
◦Exemplo: sistema de coordenadas geográficas, sistema plano/cartesiano, etc;
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: posição espacial
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Localização:
L1: (78,53),(86,73), . . .L6: (88,46), (78,53)
L1
L2
L5L6
L3
L4
Dados espaciais: posição espacial
Dados em Geoprocessamento
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Definem como as entidades se relacionam entre si e entre as demais;
Incluem conceitos topológicos (vizinhança, pertinência), métricos (distância) e direcionais (“ao norte de”, “acima de”).
Dados espaciais: posição espacial
Dados em Geoprocessamento
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Topologia: estudo das propriedades geométricas que permanecem invariantes sob deformação;
Independem de fatores como escala, projeção, etc.
Dados espaciais: relações topológicas
Dados em Geoprocessamento
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A B A BA B
A disjunto B ?
A B A BA B
A adjacente (toca) B ?
B
A
A B
A sobrepõe B ?
BA A
ABB A B
Dados espaciais: relações topológicas
Dados em Geoprocessamento
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Dad
os e
m
Geop
rocessam
en
to
A A BA
BB está contido em / cobre A ?
A
B B cruza A ? B
A
B
AB
B acima (N) / abaixo (S) / ao lado (L/O/ Esq / Dir) de A ?
B
A
A
B A
B
A A BA
B
B sobre / sob A ?B
Dados espaciais: relações topológicas
Dados em Geoprocessamento
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Distância A-B
A AComprimento/Perímetro AB
AA B
Área/Volume A
A B
Caminho ótimo A B
r
A A
Raio de alcance
A B
A B
B
A
C
Dados espaciais: relações métricas
Dados em Geoprocessamento
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Pode significar:◦ quando o fenômeno ocorreu;◦ quando o dado foi coletado;
1989 2000
Dados espaciais: tempo
Dados em Geoprocessamento
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Existem duas grandes classes de representações computacionais de dados espaciais:
◦Vetoriais
◦Matriciais
Dados espaciais: formas de armazenamento
Dados em Geoprocessamento
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Os mapas são abstrações gráficas nas quais pontos, linhas e polígonos são usados para representar de forma simplificada objetos do mundo real;
Forma de representação de softwares CAD e outros;
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Pontos
PV2
PV3
PV1
PV5
PV4
Polígonos
Linhas
Superfície
T 1-2
T 2-3T 4-3
T 5-3
Altimetria do Bairro Universitário
Dados vetoriais representando variáveis para um projeto de Sistema de Esgotamento Sanitário
Bairro Universitário
Lembram do exemplo anterior??
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mercado público
rua dos ilhéus
clube 12 de agosto
peixaria Guimarães
Dados em GeoprocessamentoDados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Ponto: abrange todas as entidades que podem ser representadas por um único par de coordenadas;
Linhas, arcos ou elementos lineares: são um conjunto de pontos conectados;
Áreas ou polígonos: são representados por um conjunto de linhas que a compõem com repetição do primeiro ponto.
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
pontos
linhas
polígonos
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Redes
◦As informações gráficas são armazenadas em coordenadas vetoriais, com topologia arco-nó;
◦Este tipo de dado é muito utilizado em serviços de utilidade pública, como água, luz, telefone, redes de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias.
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Redes: Exemplo – Distribuição de água
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Dados Cadastrais:◦ Cada um de seus elementos é um objeto
geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas (pontos, linhas ou polígonos);
◦ Os atributos estão armazenados num sistema gerenciador de banco de dados.
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Redes: Exemplo – Distribuição de água
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
TrechoDiâmetros Nominais
(mm)
Comprimento (m)
Material
1 200 350 FoFo
2 150 150 PVC
3 300 80 Aço
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Grades Triangulares ou TIN (Triangular Irregular Network)
Representa a superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas. Para cada um dos três vértices do triângulo são armazenadas as coordenadas de localização (x,y) e do atributo z.
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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Grades Triangulares ou TIN: Exemplo
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação vetorial
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A representação matricial consiste no uso de uma malha quadriculada regular sobre a qual se constrói, célula a célula, o elemento que está sendo representado;
O espaço é representado por uma matriz P(m,n) composta de m colunas e n linhas, onde cada célula (pixel) possui um número de linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado, sendo cada célula individualmente acessada pelas suas coordenadas;
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação matricial
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Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação matricial
Atributos representados por cores
Matriz de atributos
1 2 2 2 3
3 1 2 3 3
3 1 2 2 3
4 1 2 3 3
4 4 1 3 2
d: Dimensão do pixel = resolução espacial
d
d
q colunas
p lin
has
rio rio
rio rio
rio
rio
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Dados espaciais: representação matricial
Exemplo: Tipos de solo
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Grades Regulares: cada elemento da matriz está associado a um valor numérico;
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação matricial
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Grades Regulares: exemplos
B R
- 2
3 0
O C
E A
N O
A T L Â N T I C O
Cotas Altimétricas:(metros)
0 a 0,50,5 a 11 a 22 a 33 a 44 a 55 a 7acima de 7
Declividades:(metros)
0 - 0.50.5 - 11 - 22 - 33 - 44 - 56 - 88 - 10acima de 10
Dados espaciais: representação matricial
Dados em Geoprocessamento
![Page 33: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/33.jpg)
Imagens: representam formas de captura indireta de informação espacial
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação matricial
![Page 34: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/34.jpg)
1976 1998Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: representação matricial
1976 1998
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Formato Matricial
Formato Vetorial
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: Matricial X Vetorial
![Page 36: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/36.jpg)
Aspecto Formato Vetorial
Formato Matricial
Relações Espacial entre Objetos
preserva relacionamentos topológicos
relacionamentos topológicos devem ser inferidos
Ligação com o Banco de Dados
associa atributos a elementos gráficos
associa atributos apenas às classes do mapa
Análise Simulação e Modelagem
Representação indireta de fenômenos contínuos Limitações na álgebra de mapas
Representa melhor os fenômenos contínuos no espaço Simulação e modelagem mais fáceis
AlgoritmosProblemas com erros geométricos
Processamento rápido e eficiente
Armazenamento Por coordenada (mais eficiente)
Por matrizes (maior gasto em armazenamento)
Dados em Geoprocessamento
Dados espaciais: Matricial X Vetorial
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Dados não espaciais/atributosAjudam a descrever as características
do objeto espacial;
Estão ligados aos elementos espaciais através de identificadores (geocódigos);
Podem fornecer informações qualitativas ou quantitativas;
Uma maneira simples de armazenar atributos é com o uso de tabelas;
Dados em Geoprocessamento
![Page 38: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/38.jpg)
código: Lg 425tipo: praçanome: XV de novembrodescrição: área verde de domínio público
Dados não espaciais/atributos
Dados em Geoprocessamento
![Page 39: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/39.jpg)
Para representar dados geográficos no computador, temos de descrever sua variação no espaço e no tempo: “qual é o valor deste dado aqui e agora?”
O processo de medida consiste em associar números ou símbolos a diferentes ocorrências de um mesmo atributo, para que a relação dos números ou símbolos reflita as relações entre as ocorrências mensuradas.
Dados não espaciais/atributos
Edifícios em uma cidade
(1984) (1998) (2008)
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Temáticas: a cada medida é atribuído um número ou nome associando a observação, a um tema ou classe.◦ Escala Nominal◦ Escala Ordinal
Numéricas: descrição mais detalhada, que permite comparar intervalo e ordem de grandeza entre eventos (regras de atribuição de valores baseiam-se em uma escala de números reais)◦ Escala por Razão◦ Escala por Intervalo
Dados não espaciais/atributos: escalas de representação
Dados em Geoprocessamento
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Escalas Temáticas: Nominal
◦ Classifica objetos em classes distintas sem ordem inerente, como rótulos que podem ser quaisquer símbolos;
◦ Um exemplo é a cobertura do solo, com rótulos como “floresta”, “área urbana” e “área agrícola”;
◦ Relações entre os valores: Identidade (a = b) Dessemelhança (a # b)
Dados em Geoprocessamento
Dados não espaciais/atributos: escala nominal
![Page 42: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/42.jpg)
Dados não espaciais/atributos: escala nominal
Dados em Geoprocessamento
Exemplo: Uso do solo
pastos
florestas
áreas urbanas
solo exposto
Legenda
sem informação
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Escalas Temáticas: Ordinal◦ Caracteriza os objetos em classes distintas que
possuem uma ordem natural;
◦ Exemplo: 1 – ruim, 2 – bom, 3 – ótimo ou “0-10%”, “11-20%”, “mais que 20%”;
◦ Relações entre os valores (para todo a e b): a < b, a > b ou a = b são possíveis.
Dados não espaciais/atributos: escala ordinal
Dados em Geoprocessamento
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Dados não espaciais/atributos: escala ordinal
Exemplo: Precipitação
Dados em Geoprocessamento
![Page 45: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/45.jpg)
Escalas Numéricas: por razão
◦ Ponto de referência zero não é arbitrário, mas determinado por alguma condição natural;
◦ Distâncias proporcionais entre os intervalos; ◦ Faixa de valores limitada entre [0,∞];◦ Exemplos:
Peso e Volume de objetos; Variáveis sociais: população, renda, etc.
Dados não espaciais/atributos: escala por razão
Dados em Geoprocessamento
![Page 46: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/46.jpg)
Dados não espaciais/atributos: escala por razão
Dados em Geoprocessamento
Exemplo: População residente
![Page 47: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/47.jpg)
Escalas Numéricas: por intervalo
◦ possui um ponto zero arbitrário (não implica em ausência de atributo);
◦ uma distância proporcional entre os intervalos; ◦ uma faixa de medidas entre [-∞, +∞];◦ Exemplos:
Temperatura em oC medida por intervalo; Localização em latitude/longitude;
Dados em Geoprocessamento
Dados não espaciais/atributos: escala por intervalo
![Page 48: DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Profª: Iana Alexandra Alves Rufino](https://reader030.vdocuments.com.br/reader030/viewer/2022012922/552fc12d497959413d8d2b27/html5/thumbnails/48.jpg)
Dados não espaciais/atributos: escala por intervalo
28 - 31
25 - 27
32 - 34
35 - 37
Legenda
Exemplo: Distribuição da temperatura em ºC
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Exercícios
1. Identifique os diferentes tipos de dados em geoprocessamento através de exemplos de aplicações.
2. Descreva as diferenças existentes entre dados vetoriais e matriciais.
3. Um engenheiro (usuário de SIG) precisa projetar novas zonas residenciais em uma área urbana. Existe um banco de dados espacial disponível para suas análises: uso do solo urbano atual; altimetria; vias de acesso; rede de água, esgoto e elétrica existente; distâncias a hospitais, supermercados, etc.). Dentre os dados citados ou outros que na sua opinião sejam necessários para o projeto, quais podem ser vetoriais ou matriciais?