UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
DISCIPLINA SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
TIPOS DE DADOS E
FUNÇÕES DOS SISTEMAS DE
INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
Prof. Dr. Richarde Marques
TIPOS DE DADOS EM SIG

DADOS TEMÁTICOS

DADOS CADASTRAIS

REDES

IMAGENS DE SENSORIAMENTO REMOTO

MODELOS NUMÉRICOS DO TERRENO
Tipos de dados espaciais
Dados Temáticos
Representação da distribuição espacial de um determinado
tema qualitativo(uso do solo, clima, distribuição de renda)
ou quantitativo (declividade do terreno);
Classificação da vegetação
do Brasil.
DADOS TEMÁTICOS
DADOS CADASTRAIS
Tipos de dados espaciais
Mapas Cadastrais
Cada um de seus elementos é um objeto geográfico que
possui atributos e pode estar associado a várias
representações gráficas (lotes,tubulação de esgotos, postes)
Malha urbana
Mapas Cadastrais
Tipos de dados espaciais
Mapas de Rede
Estruturas lineares conectadas, que armazenam e gerenciam
informações sobre recursos que fluem entre localizações
geográficas distintas (água, luz, telefone..., redes de
drenagem, rodovias)
Trecho da rede rodoviária
do estado a Paraíba
Tipos de dados espaciais
Imagens de Satélite
Informação indireta sobre a realidade.
Imagem sintética da região
próxima ao Município de Areia
Reservatório Furnas - MG
Cheia de Outubro 97
Seca de Setembro 2001
Imagens Lansat5 e 7 - fonte: Florenzano (2002)
Afogados de Ingazeira - PE
Período Chuvas de maio de 1987
Período Seco de Setembro 2001
Imagens ETM+ e TM - fonte: Florenzano (2002)
Tipos de dados espaciais
Modelo Numérico de Terreno
Representação tridimensional de uma grandeza que
varia continuamente no espaço (altimetria, batimetria).
Batimetria do açude
Engenheiro Avidos
MODELOS NUMÉRICOS DO TERRENO
Tipos de dados espaciais
Grades Regulares
Representação onde cada elemento da matriz está associado
a um valor numérico;
Tipos de dados espaciais
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.
Tipos de dados espaciais
• CONSULTA
• RECLASSIFIÇÃO
• ANÁLISE DE PROXIMIDADE
• ANÁLISE DE CONTIGUIDADE
• OPERAÇÕES DE SUOPERPOSIÇÃO
• ANÁLISES ALGÉBRICAS NÃO CUMULATIVAS
• ANÁLISES ALGÉBRICAS CUMULATIVAS
• ANÁLISES DE REDE
FUNÇÕES DOS SIG’s

O que distingue um SIG de outros tipos de
sistemas de informação são as funções que
realizam análises espaciais.

Tais funções utilizam os atributos espaciais e
não espaciais das entidades gráficas
armazenadas na base de dados espaciais e
buscam fazer simulações (modelos) sobre os
fenômenos do mundo real, seus aspectos ou
parâmetros.
FUNÇÕES ESSENCIAIS DE UM SIG
Manutenção do banco de dados que compreende
listar arquivos, cuidar da entrada/saída de dados,
copiar e renomear arquivos, importar/exportar
arquivos, identificar resolução, orientar, reamostrar
arquivos
FUNÇÕES PRIMORDIAIS DE UM SIG
CONSULTA
MODELOS DIGITAIS
DE ELEVAÇÃO
OPER. ALGÉBRICAS
NÃO CUMULATIVAS
RECLASSIFICAÇÃO
ANÁLISE DE PROXIMIDADE
E CONTIGUIDADE
TIPOS DE MAPAS
MAPAS OBSERVACIONAIS: todo material que descreve o mundo real
com um mínimo de interpretação. Ex:
imagens de satélite, mapas geológicos,
imagens geofísicas, mapas geoquímicos,
pedológicos, fotografias, entre outros.
MAPAS ANALÍTICOS: Todo modelamento numérico 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.
DO PROBLEMA À OBTENÇÃO DO RESULTADO
Abcdefx
vvnnmhg
IDEIA
Município
Vitória
Cartas Topográficas
IBGE
1:50.000
Imagem Vetorial
Município
Conversão de
polígono vetor
para raster
Imagem Raster
Digitalização
Bairros
Vitória
Imagem Vetorial
MAPAS:
OBSERVACIONAIS
ANALÍTICOS
INTEGRADOS
FUNDIDOS
Bairros
Conversão de
polígono vetor
para raster
Imagem Raster
1. RECURSOS NATURAIS
2. GESTÃO DO MEIO FÍSICO
3. PLANEJAMENTO URBANO
E RURAL
4. EPIDEMIOLOGIAS
GEOGRÁFICAS
A
IDÉIA
É RABISCADA
PROBLEMA
EMFUNÇÕES,
APARECE
UM
PEDAÇO
....
DE PAPEL
....
UMSÃO
FLUXOGRAMA
SÃO
CONCEBIDOS
IMPLEMENTADAS
ÉOFORMULADO
OS DIVERSOS
AS
PARA
TIPOS
ANALISAR
DE
E UMA
PRODUTOS
CESTA
O PROBLEMA
DE
E SÃO E
ALTERNATIVAS
DESENVOLVER
DEFINIDAS
DE SOLUÇÕES
AS
A FUNÇÕES
ESTRUTURA
É ENCONTRADA.
... ...
CONSULTA
Consiste em consultar 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
Consultas espaciais

Seleção espacial

Dados um conjunto de objetos espaciais D e um predicado
de seleção espacial p sobre atributos espaciais dos
objetos em D, determine todos os objetos em D cujas
geometrias satisfazem p.
Seleção por ponto
Seleção por região
Seleção por janela
Consultas espaciais

Junção espacial

Dados dois conjuntos de objetos espaciais D1 e D2 e um
predicado de seleção espacial  determine todos os pares
(d1, d2)  D1 X D2 cujas geometrias satisfazem .

Ex. Para cada rodovia
selecione as escolas que
estão a menos de
1000 metros.
Predicados topológicos

Freqüentemente utilizados nas consultas
espaciais para analisar informações.

Definem restrições baseadas no
relacionamento espacial entre os objetos.

Aparecem em consultas como:


Cristalina e Paracatu são vizinhas?
O trecho em vermelho da BR-040
cruza quais municípios?
Fonte: Gilberto Ribeiro (2006)
Predicados topológicos: Matriz
9-Interseções
Perdizes
(A)
Araxá
(B)
Fonte: Gilberto Ribeiro (2006)
Faz fronteira
(toca)
Processamento de Consultas
Espaciais
Por quais municípios
brasileiros passa o trecho
da BR-040 destacado?
 Métodos de Acesso
Multidimensionais:

Aproximação pelo Retângulo Envolvente Mínimo
(REM ou Bounding Box ou MBR)
Fonte: Gilberto Ribeiro (2006)
ÁLGEBRA DE MAPAS
A partir do modelo de dados apresentado no capítulo anterior foi
estabelecida uma taxonomia para as diversas operações de análise
geográfica, que serão divididas em:




operadores sobre geo-objetos
operadores sobre geo-campos
operadores de transformação entre geo-campos e geo-objetos
operadores mistos entre geoobjetos e geo-campos.
Esta análise permitirá obter um entendimento formal sobre a
natureza das operações em Geoprocessamento.
FUNÇÕES DOS SIGs
Muitas vezes é conveniente expressar um novo mapa
através de um algoritmo em particular, por exemplo:
“Novo mapa = (3*”velho mapa” + 5) 4
z=x+y
z = x*y
z = x/y
PRINCIPAIS MODELAMENTOS MATEMÁTICOS
Operações lógicas
Oper. trigonométricas
Operações aritméticas
Operações estatísticas
Oper. multivariadas
As operações aritméticas correspondem aos resultados obtidos com adição,
As Operações
operações trigonométricas
podemna
estar
relacionadas
com seno,
co-seno,
tangente
AS
lógicas
são baseadas
definição
dede
hipóteses
falsas
(0)
e fatorial,
verdadeiras
multiplicação,
exponenciação,
logarítmica
(natural
ou
na base
10),
truncamentos,
As
Asoperações
operações
multivariadas
estatísticas
compreendem
podem
ser
modelos
média,
moda,
regressão,
mediana,
análise
desvio
padrão,
ou seusinterseções,
inversos negações e exlcusões
(1) e podem
resultar
em uniões,
radiciação.
componentes
principais,
variância,
análise
de
mínimo,
correspondência,
máximo, entre
probabilidade,
outras
entre outros
ÁLGEBRA DE MAPAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
DISCIPLINA SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
FUNÇÕES DOS SISTEMAS DE
INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
ÁLGEBRA DE MAPAS E APLICAÇÕES DE SIG
Prof. Dr. Richarde Marques
ÁLGEBRA DE MAPAS

PONDERAÇÃO
Conversão de um mapa de solos em um mapa de
solos ponderado
2
3
1
4
RECLASSIFICAÇÃO
5
6
MAPA COBERTURA VEGETAL
1 CULTURA AGRÍCOLA
2 FLORESTA DECÍDUA
3 SOLO EXPOSTO
4 CONÍFERAS
5 PASTP
6 REFLORESTAMENTO
2
3
1
4
5
6
MAPA COBERTURA VEGETAL
RECLASSIFICADO
1 CONÍFERAS
2 FLORESTA
3 REFLORESTAMENTO
É uma das mais utilizadas em SIG, pois permite
que diferentes usuários, utilizando-se de um
mesmo banco de dados, produzam informações
espacializadas de acordo com os respectivos
interesses.
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.
ÁLGEBRA DE MAPAS
Alguns exemplos de operações de transformação:

“reclassificar um mapa de vegetação com as classes {Floresta
Ombrófila Densa, Floresta Ombrófila Aberta, Floresta Ombrófila
Mista, Floresta Estacional Semidecidual, Floresta Estacional
Decidual} em um mapa com as classes {Floresta Densa,
Floresta Estacional}”;

“obter um mapa hipsométrico a partir de um mapa de altimetria
com o mapeamento { (0-300m) → Planície, (300-500m) →
Planalto, (>500m) → Serras}”.
ANÁLISE DE PROXIMIDADE
A análise de proximidade pode ser efetuada ao redor de subdivisões
geográficas 0-D, 1-D e 2-D, sempre gerando um subdivisão geográfica 2D. 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.
ANÁLISE DE PROXIMIDADE SIMPLES
ANÁLISE DE PROXIMIDADE MÚLTIPLA
Veja mais exemplos
ANÁLISE DE PROXIMIDADE
Imagem raster de
residências
Imagem raster bufferizada
de residências
ÁLGEBRA DE MAPAS

FATIAMENTO EM CLASSES
Fatiamento em classes de um MNT em um TEMÁTICO, onde
um mapa de declividade em graus é convertido para um mapa
de classes de declividade a partir da transformação {(0-9%) →
“baixa”; (10-19%)→”média”; (acima de 20) → “alta”}.
ÁLGEBRA DE MAPAS

OPERAÇÃO BOOLEANA
ÁLGEBRA DE MAPAS

OPERAÇÃO MATEMÁTICA
ÁLGEBRA DE MAPAS
Interseção
União
SIG PARA PROJETOS AMBIENTAIS

Na perspectiva moderna de gestão do território, toda
ação de planejamento, ordenação ou monitoramento do
espaço deve incluir a análise dos diferentes
componentes do ambiente, incluindo o meio físicobiótico, a ocupação humana, e seu inter-relacionamento.

Os estudos de Mapeamento Temático visam a
caracterizar e entender a organização do espaço, como
base para o estabelecimento das bases para ações e
estudos futuros.
GEOPROCESSAMENTO PARA PROJETOS
AMBIENTAIS
Esquema da combinação entre
mapas temáticos
GEOPROCESSAMENTO PARA PROJETOS
AMBIENTAIS
Mapa temático do Potencial
Natural de Erosão Anual
Avaliação de riscos de inundação
e movimentos de massa
GEOPROCESSAMENTO PARA PROJETOS
AMBIENTAIS
EXERCÍCIO
1.
Como você analisaria a alocação de um
depósito de resíduos sólidos (“lixão”)
numa zona urbana utilizando SIG.
2.
Elabore um problema ambiental e descreva
como a Engenharia Ambiental pode utilizar
técnicas e dados em ambiente SIG pode
auxiliar nesse problema.