GIS
Entrada de Dados
Preparação e Integração de Dados:
Passos necessários
 Conversão de mídia dados


“escanear” (scanning)
“digitalizar” (digitizing)
 conversão de formatos de dados





raster & vector
redução de dados
detecção de erros e edição
Geocodificação: atribuir coordenadas geográficas
retificação e registro (um no topo do outro)

overlay de folhas de mapas e referência ao mundo real
 detecção de bordas (edge matching) & ajuste de imagem

ligação & balanceamento de folhas adjacentes
 interpolação
Conversão de Mídia de Dados --Scanning:
gravação automática de mapa ou aerial

Produz dados raster



eletromecânica




vetorizar usando scanner software ou
GIS
edição extensiva pode ser necessária
preço varia entre $100-$50,000
drum ou flatbed
resolução de scan depende do preço!
• até 20 microns (milionésimo de
metro)
Scanners X sensores



Sensores coletam dados diretamente em
formato digital (ex.. digital cameras)
Fotos têm resoluções mariores do que
sensores, portanto scanning ainda é
importante, mas vem caindo, desde
2000
há ainda muitos mapas em papel
Muito bom quando apenas a
representação raster é
necessária.
Criação automática de dados
vector via scanning é muito
problemática:





documentos devem estar claros
linhas com pelo menos .1mm
linhas não deveriam ser quebradas
com texto.
texto pode ser interpretado como
linhas
difícil detecção automática de
feature (rodovia versus ferrovia)
Conversão de Mídia de Dados--Digitizing:
precorrer manualmente um mapa ou aerial









Aplicado a mapa ou foto aerial
Use cópia de mapa/photo numa
mesa, ou imagem escaneada no
monitor de vídeo
caneta ou cursor detectam
coordenadas x, y
coordenadas estão em
polegadas/cms da origem (0,0)
pontos de controle(tic marks)
relacionam coordenadas
digitalizadas para coordenadas
lat/long do mundo real
coordenadas capturadas em modo
stream ou point
acurácia da mesa geralmente
melhor do que 0.1 mm
todos os nodos e polígonos devem
ser marcados e numerados
essencialmente uma abordagem
vector
Problemas:

mapas em papel são instáveis




erros de mapas transferidos para
SIG



amassados
depreciados pela humidade
fotos são mais estáveis
mapas frequentemente preparados
para display não acurácia
mão humana treme muito
normalmente gera dados menores,
maiores & linhas duplas

edição e limpeza são essenciais
Conversão de Formato de Dados:

Vector para Vector





raster para raster



ex. polígono inteiro para
ponto/linhas/polígono
computationalmente intensivo
não há perda de acurácia caso dados
estejam limpos
perfeitamente transitivo
pode envolver resampling
pode envolver conversão entre diferentes
formatos raster (ex GRID to BIL)



nodo x,y atribuído à célula raster mais
próxima
deslocamento de local quase inevitável;
erro depende no tamanho do raster.
dois pontos dentro de uma célula tornamse indistinguíveis
não transitivo; não pode recuperar dado
original sem erro
vector
raster
4 possibilities
 vector para raster: linha



vector para raster: point

Vector raster
células atribuídas se tocadas
por linha
aparência de escada em limhas
diagonais (chamado aliasing)
pode ser visualmente
melhorado através de anti
aliasing: brilho de células
variados basedos na fração da
célula coberta pela linha
 raster para vector

o mais difícil
Conversão Vector para Raster
Ponto
Linha ortogonal
Linha diagonal
(mais problemática)
Vector
Raster
Note o uso de
anti-aliasing
para melhorar
aparância visual
da linha
Conversão Raster para Vector: processo em 3passos


Emagrecimento: reduz raster à unidade
Extração de vector: para identificar linhas
• reconstrução 4-connected
– junta pontos centrais de 4-connected vizinhos, se presentes
– particularmente ruim para reprodução de linha diagonal
• reconstrução 8-connected reconstruction
– junta pontos centrais de 8-connected vizinhos, se presentes
– linhas diagonais reproduzidas, mas adiciona linhas extras
• reconstrução 8-connected com eliminação de redundância
– Se existe 4-connected vizinhos, não desenhe diagonal
– reduz linhas redundantes

Reconstrução topológica: recria a estrutura topológica
– cria nodos nas junções de linhas
– constrói arcos (polylines)
– define polígonos (requer intervenção manual)
Conversão Raster para Vector
Emagrecimento
 Porquê?

Conserva espaço
Redução de Dados
• Disco no passado
• largura de banda de rede hoje

Conserva tempo
• reduz tempo de processamento
(batch)
• acelera tempo de resposta
(interativo)
 Emagrecimento (vector data)
 Resampling (raster data)





‘média’ de 4 valores em uma
vizinhança 2por2
use este único valor numa única célula
occupando o local das 4 células
originais
não transitivo!
3
7
2
4

16 bytes
4 bytes
4
1 byte
normalmente aplicado à dados
digitalizados em modo stream
tolerance elimination: remove
os pontos mais próximos que
estão ‘muito próximos’ (ex.
resolução do dispositivo de
output é insuficiente para
distinguir)
topological elimination:
remove pontos desnecessários
para estrutura topológica
Erros: erros comuns


dangling arc (nodo faltando numa
das extremidades do arco)
dangling node (apenas um arco:
pode ser legítimo (rua sem saída)
interseção de arcos sem nodos
overshoot
undershoot
pseudo node (que talvez mude a
superfície da rodovia)
pseudo arc (conecta a ele mesmo)

polígono aberto





Geocodificação
atribuição de coordenadas espaciais à dados de ponto
Address Matching atribui coordenadas espaciais (localização explícita)
à endereços (localização implícita)
Address matching requer arquivo com a rede de ruas com atributos do tipo
(nome e faixa de números de cada quadra) para todos os segmentos de rua
Point Location Files contém coordenadas lat/long ou x,y (ex derivados
via GPS) devem ser convertidos a shape files para display
Tabela deve conter no mínimo 3 variáveis: Feature ID, x, y
Retificação e Registro:
 Retificação: re-arranjo de
localização de objetos para
corresponder a um sistema de
referência específico
 Registro:
re-arranjo de localização de
objetos de um conjunto de
modo que eles correspondam
com àqueles de outro, sem
referência a uma específico
sistema de referência
Dois métodos
 transformações matemáticas
via rotação, translação, escala,
inclinação

usados para projeção de
mapas e conversões
similares
 Uso de rubber sheeting

usado para posicionar
corretamente mapas
distorcidos
Transformação:
(homogeneous conversion)
 translação de origem

da origem digitalizada para
a verdadeira origem do
arquivo de GIS
 rotação de eixos

ex para true north
 escala
 inclinação
 Mudança de projeção de
mapa pode envolver todas as
4 operações acima
translação
escala
rotação
inclinação
Rubber Sheeting
(differential conversion)
ground control
Map locations
GIS file
Edge Matching:
Juntando vários mapas
Processo
 requerido para consistência topológica.

usado para conectar features
Questões:
 quanto é a tolerância aceitável no caso
de um desajuste (mismatch)?
 Quando achar um desajuste, quanto
deveremos retornar no projeto para
detectar erro?
Causa de desajuste
 diminuição/expansão do mapa no papel
 erros no digitizing/scanning



Features correspondentes
falham na associação de
dois mapas:
erros de georeferenciamento
acurácia do equipamento
overlapping de mapas
Edge matching neste exemplo
requereria futura investigação
Ajuste de Imagens
raster/image data
Dados Raster são feitos de imagens separadas (fotos) ou tiles que são montadas para
produzir imagem final
Bordas: devem ser removidas


Overlap entre imagens adjacentes
Bordas de mapas escaneados
Balanço da Imagem: ajuste de cor, brilho, contraste da imagem
Digital Ortho :



Controle terrestrial (usando GPS para pontos visíveis) para obter localização de
‘mundo real’
Calibrar dados de câmera para remover distorções das lentes
uso de Digital terrain model (dtm) para precisar distância de elevação
Interpolação:
para criar espaços regulares de dados irregulares (ex.
criar raster elevation surface de conjunto de pontos com medidas de altura)
 estima valores para locais  Funções de pesos
sem dados baseado em:
average n (2?) points mais



valores conhecidos, e
entendimento do
comportamento espacial do
fenômeno
 geralmente, deve atribuir
mais importância à valores
com conhecimento mais
próximos que os distantes.
próximos
• ignora distância


coloca linha entre 2 mais
próximos
coloca superfície entre 3 mais
próximos
Valores estimados
Unidade 6. SIG Output
UFPB/CCT/DSC
Sistemas de Informações Geográficas
Prof. Cláudio Baptista
2001.2
GIS Output
---
charts
maps
Charts



charts podem ser usados para
apresentar dados tabulares
a maioria dos SIG têm suporte a
dynamic charting: charts que são
automaticamente atualizados à
medida em que dados nas tabelas
base são modificados
Há 6 tipos em ArcView: area, bar,
column, line, pie, scatter
Area
Bar
Column
Line
Pie
Scatter
Mapas
O que é um mapa?
Um modelo espacial do mundo real, mas
diferenciado deste por:
abstração, foco, simplificação, simbolização
escala, projeção e propósito
O que é um Mapa?
 Abstração


Features imaginárias(i.e. fronteiras políticas de estados) como também features
físicas
Passado, presente e futuro (sites arqueológicos, hoje, e ruas planejadas)
 Foco

Seleção e classificação de features no mundo real para incluir no mapa
 Simplificação



Simplificação de features complexas tais como coastlines
Amplificação de features que são muito pequenas para serem mostradas na escala
do mapa
Simbolização

Uso de símbolos ou gráficos para representar objetos classificados (ex. hospital)
 Escala

A razão da distância num mapa para a equivalente distância na superfície da terra
 Projeção

Representação da curvatura da terra num plano. Distorção é inevitável.
 Propósito

Para descrever, medir, comunicar
Tipos de Mapas
1. Planimétrico (ex. mapa base municipal)
Um mapa designado para mostrar as posições horizontais de features;
informação vertical é especificamente ignorado.
2. Topográfico
Um mapa designado para mostrar features na superfície da terra, incluindo
elevação, hidrografia e features culturais.
3. Cadastral (ex. Mapa de lotes municipal)
Um mapa representando as bordas de terrenos, propriedade, uso da terra,
valor e outras informações relacionadas.
4. Imagem (ex. imagem LANDSAT )
Um mapa representando uma imagem de sensoriamento remoto de toda ou
parte da superfície da terra
5. Temática
Um mapa usado para visualizar relacionamentos espaciais entre informação
pertencendo a algum tema ou conceito