ANÁLISES ESPACIAIS:
Funções do SIG
Profª Iana Alexandra Alves Rufino
([email protected])
Análises Espaciais: Funções do SIG
Introdução
Tipos de Mapas
Principais Relações Topológicas
Principais funções do SIG
Introdução
- A utilização das funções de SIG requer uma
metodologia adequada para permitir a
otimização dos procedimentos
- Uma metodologia adequada de utilização das
funções disponíveis é determinante para a
qualidade dos resultados
Tipos de mapas
- Mapas observacionais:
descrevem o mundo real
com um mínimo de interpretação. Ex: imagens de
satélite, mapas geológicos, imagens geofísicas, mapas
geoquímicos, pedológicos, fotografias, entre outros.
- Mapas analíticos: modelamentos numéricos via
processamento digital de imagens. Ex: imagens em
falsa cor, MNT, Mapas de declividade.
- Mapas integrados: mapas cruzados e integrados
através de modelos lógicos. Ex: simultaneidade
booleana,
possibilidade
fuzzy
e
probabilidade
bayesiana.
- Mapas fundidos: mapas derivados de operações
algébricas cumulativas, como adição, multiplicação e
subtração.
Principais relações topológicas
DIJUNÇÃO
ADJACÊNCIA
IGUALDADE
CONTINGÊNCIA
INTERSEÇÃO
CONTINGÊNCIA
E ADJACÊNCIA
CRUZAMENTO
AAinterseção
igualdade
contigência
é
representa
acompreende
singularidade
o cruzamento
asdos
relações
elementos
de um
existentes
elemento
de possuírem
entre
linearos
com
aselementos
mesmas
um dos
Acontornos
disjunção
adjacência
é definida
éoutros
definida
pelas
pela
relações
presenção
matemática
de
entre
cadeias
os
elementos
que
separam
quee não
os
relações
contidos
geométricas.
de
em
um
determinado
Ex:
elementos.
um
polígono
polígono.
Ex:
certos
pode
Ex:
representar
esta
mapas
relação
geológicos
a
pode
declividade
serapresentam
observada
outro
O
cruzamento
é um
caso
particular
de
interseção,
no
qual
os
elementos
possuem
elementos.
limites
Ex:
cartografia
comuns.
Ex:
dos
manchas
diversos
detipos
solo
num
de solo.
vegetação
mapaexemplo,
pedológico.
umacoberturas
região,
polígono
quando
“ilhas”cruzam
se
pode
de
estuda
representar
determinadas
os menos
limites
o uso
municipais
litologias,
elados
a ocupação
e
como
aum
rede
do
hídrica
por
de de
uma
lineares
pelo
dois
de
polígono.
Ex:
rededeterminada
viária e os
com
continuidade
entre os vários
região.
quaternárias
repousando
sobre tipos.
litologias diversas.
limites
municipais.
Principais Funções do SIG
Consulta
Medida
Reclassificação
Análise de Proximidade
Análise de Contiguidade
Operações de superposição (overlay)
Operações Algébricas
Interpolação (MNT)
Principais Funções do SIG
Consulta
- Consiste em argüir o banco de dados, para
que o sistema informe, com maior acurácia
possível, as coordenadas geográficas de
qualquer dado espacial, além do atributo a ele
relacionado
CONSULTA NO ARCGIS
2
3
1
4
5
6
Cursor: 345000E, 7456000N
Categoria 5 (vegetação arbustiva)
Perímetro 345 m; área 53 m2
CONSULTA NO IDRISI
Principais Funções do SIG
Medida
- A possibilidade de calcular os parâmetros
mensuráveis dos objetos espaciais é considerada
uma das capacidades analíticas de maior
importância de um SIG pelas possibilidades de
aplicação das mesmas;
- Dentre as principais funções de medida podem
ser citadas as operações de ponto em polígono,
linha em polígono, medidas de comprimento, área e
volume;
Principais Funções do SIG
Reclassificação
- Pode ser baseado em atributos temáticos ou nas
propriedades topológicas (contingência, adjacência,
interseção, etc.) dos objetos em uma determinada
camada temática;
- A reclassificação pode simplificar ou tornar mais
complexa a informação;
- Permite que diferentes usuários, utilizando-se de
um mesmo banco de dados, produzam informações
espacializadas de acordo com os respectivos interesses;
Principais Funções do SIG
Reclassificação: exemplos
Principais Funções do SIG
Reclassificação: exemplos
Principais Funções do SIG
Reclassificação: exemplos
2
3
1
Reclassificação: exemplos
4
5
6
MAPA COBERTURA VEGETAL
1 CULTURA AGRÍCOLA
2 FLORESTA DECÍDUA
3 SOLO EXPOSTO
4 CONÍFERAS
5 PASTP
6 REFLORESTAMENTO
Ex: Reclassificação de um mapa de
variação de cobertura vegetal que possui 6
classes em um novo mapa de preservação
de florestas contendo 3 classes.
RECLASSIFICAÇÃO
NO NO ARCGIS
2
1
3
MAPA COBERTURA VEGETAL
RECLASSIFICADO
1 CONÍFERAS
2 FLORESTA
3 REFLORESTAMENTO
RECLASSIFICAÇÃO
NO IDRISI
Principais Funções do SIG
Análise de Proximidade
 Também conhecida como operação de buffer ou análise de
corredores, consiste em gerar subdivisões geográficas
bidimensionais na forma de faixas, cujos limites externos
possuem um distância fixa x e cujos limites internos são
formados pelos limites da expressão geográfica em exame.
Ex: Se uma linha está definindo um rio, pode-se determinar
faixas de cada lado do rio, em que a distância entre o limite
exterior da faixa e o eixo do rio represente a área legal de
preservação de mata ciliar.
Principais Funções do SIG
Análise de Proximidade:exemplos
ANÁLISE DE PROXIMIDADE SIMPLES
ANÁLISE DE PROXIMIDADE MÚLTIPLA
Principais Funções do SIG
Análise de Proximidade:exemplos
Principais Funções do SIG
Análise de Proximidade:exemplos
Principais Funções do SIG
Análise de Proximidade:
Buffer no Idrisi
Imagem raster de
Imagem raster bufferizada
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade
 A análise de contigüidade refere-se aos
procedimentos matemáticos envolvendo o
atributo de um determinado pixel e os
atributos dos pixels imediatamente seus
vizinhos
 A geração de superfícies contínuas é muito
útil no entendimento da distribuição dos
dados espaciais
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade
 Para
alcançar resultados válidos é
indispensável
que
seja
medida
a
autocorrelação espacial do conjunto de
dados
 Somente dados autocorrelacionáveis estarão
sujeitos a passar por procedimentos
matemáticos de geração de superfícies
contínuas
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade
Para a definição da autocorrelação dos dados , são utilizados,
entre outros, dois índices, o ÍNDICE DE MORAN (IM) e o ÍNDICE
DE GEARY (IG), que determinam o grau de ajuste necessário
quando o fenômeno é modelado. O IM e o IG são expressos pelas
seguintes fórmulas:



IM  
n

 i 1

 n n
    Cij xi  x  x j  x
  i 1 j 1
n

n
n
2
 Cij  
 xi  x 
j 1  
i 1













 n n


    xi  x j 2 

n  1   i 1 j 1

IG  
 n
n n

 2   Cij    xi  x 2 
 i 1 j 1   i 1



Onde:
xi, xj = valores dos dados espaciais nas respectivas linhas e colunas;
Cij = corresponde ao total da conectividade binária;
X = Média dos valores dos dados espaciais.
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade: IG
- Os valores de IG tendem a se situar entre 0 (zero) e
2, mas não estão restritos a esta faixa
- Valores próximos de zero indicam que os dados
espaciais são semelhantes, portanto possuem boa
autocorrelação
- Valores próximos de 2 indicam que os valores não
semelhantes tendem a se juntar
- Valores próximos de 1 indicam um padrão de dados
espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente
uma superfície contínua não passará de um “lixo
organizado”.
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade: IM
- Os valores de IM tendem a se situar entre -1 e +1,
mas não estão restritos a esta faixa
- Valores próximos de +1 indicam que os dados
espaciais são semelhantes, portanto possuem boa
autocorrelação
- Valores próximos de -1 indicam que os valores não
semelhantes tendem a se juntar indicando um
padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa
que represente uma superfície contínua não passará
de um “lixo organizado”.
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade: síntese
CONCEITO (dados)
IG
IM
Semelhantes, regionalizados, limites suaves
0 < IG < 1
IM > 0
Independentes,
não
correlacionados, IG = 1
aleatórios
Não semelhantes, contrastantes
IG > 1
IM < 0
IM < 0
Principais Funções do SIG
Operações de superposição (overlay)
- A superposição é uma das funções mais
utilizadas em um SIG;
- As principais operações de superposição
são: imposição ou máscara, colagem,
associação e sincronização
Principais Funções do SIG
Operações de superposição (overlay)
Localização de Fontes
de Contaminação
Edificações Existentes
Zonas de
Disponibilidade Hídrica
Análise Espacial
Multi-critério
Áreas recomendadas
para a perfuração de
novos poços
(S egundo os critérios
considerados na análise)
Principais Funções do SIG
Operações de superposição (overlay)
Principais Funções do SIG
Overlay: IMPOSIÇÃO OU MÁSCARA
A imposição é definida como a seleção de uma determinada área para
ser analisada e observada em todos os PIs
Principais Funções do SIG
Overlay: COLAGEM
A colagem representa a imposição de regiões geográficas de um
determinado mapa a outro mapa
Principais Funções do SIG
Overlay: COMPARAÇÃO
A comparação entre mapas permite identifcar áreas com os mesmos
atributos e elas serão preservadas, desde que estejam ocupando a
mesma região geográfica
Principais Funções do SIG
Overlay: ASSOCIAÇÃO
A associação corresponde à geração de áreas geo-referenciadas
controladas por determinados argumentos
Principais Funções do SIG
Overlay: SINCRONIZAÇÃO
A sincronização corresponde à superposição de mapas, na qual cada
interseção representa uma nova e independente categoria.
Principais Funções do SIG
Overlay: Lógica Booleana
Principais Funções do SIG
Overlay: Lógica Booleana
Diagrama de Venn
mostrando os resultados
da aplicação de
operadores de lógica
booleana para dois ou
mais conjuntos (Burrough
& McDonnell, 1998).
Principais Funções do SIG
Operações Algébricas
- Este tipo de operação faz uso de uma constante
(escalar) ou uma operação aritmética (adição,
subtração, multiplicação, exponenciação, etc.);
- O tema de saída contém novos valores de atributos
resultantes do tipo de operação aritmética e do valor da
constante utilizada.
Principais Funções do SIG
Operações Algébricas
Funções Escalares
Exemplo de uma operação de multiplicação em um tema raster
(Malczewski, 1999)
Principais Funções do SIG
Interpolação
Interpolar é predizer (ou
estimar) o valor da variável
em estudo num ponto não
amostrado.
Na
figura
a
cruz
representa o ponto que se
pretende predizer o valor.
Pontos de amostragem (1 a 7) e de
estimativa (x) numa área de estudo
TIN_JP