SPRING
- Sobre o SPRING
- Geoprocessamento - SPRING
- Modelagem
- Principais Ferramentas
SPRING – O que é ?

SPRING é um SIG que inclui ferramentas de um sistema de
Processamento Digital de Imagens (PDI) de sensores remotos.
–
–

Geoprocessamento é o conjunto de técnicas e de conceitos
sobre representação computacional do espaço geográfico.
SIG é o sistema computacional que materializa os conceitos do
geoprocessamento.
O SPRING integra na mesma base:

DADOS CARTOGRÁFICOS

DADOS DE CENSO

CADASTRO URBANO E RURAL
IMAGENS DE SENSORES REMOTOS (Satélites ou Aerotransportados)
REDES DE DADOS GEOGRÁFICOS




2
DADOS TEMÁTICOS
MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO
SPRING – O que tem ?
3

Conjunto de ferramentas usadas para coleta e tratamento de
informações espaciais, geração de saídas na forma de mapas,
relatórios, arquivos digitais, etc;

Recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e
análise.
SPRING – Qual sua origem ?
- 1974 : INPE compra o IMAGE-100 por US$ 1 milhão
- 1984 : criada a DPI
- 1986 : SITIM e SGI (MS-DOS – PC-286)
- 1991 : SPRING - início do desenvolvimento – UNIX
- 1993 : SPRING 1.0 - UNIX
- 1996 : SPRING 2.0 (passou a freeware) – UNIX
- 1998 : SPRING 3.0 – Windows
- 2001 : SPRING 3.5 – Windows e Linux
- 2003 : SPRING 4.0 – Windows
- 2005 : SPRING 4.1 – Windows e Linux
- 2006 : SPRING 4.3 – Windows e Linux (QT)
- 2008 : SPRING 5.0 – Windows e Linux (QT)
- 2009 : SPRING 5.1 – Windows e Linux (QT)
4
SPRING – Características Gerais












5
Sistema de Informações Geográficas-SIG
Desenvolvido e mantido pela DPI – INPE
Software Freeware – Download via Web
Média de 14000 downloads/ano
Total de 118463 usuários cadastrados (21/07/2009)
Versões em Windows e Linux (5.1.3 – Setembro de 2009)
4 Idiomas: Português, Inglês, Espanhol e Francês
Capacitação de cerca de 2000 usuários em cursos presenciais e
a distância de curta duração
Tutoriais e livros on-line
Sites Espelhos na Espanha e Argentina
Manual online – browser estilo Web
Funções para PDI, MNT, Álgebra de Mapas, Redes
SPRING Estatísticas de
downloads 21/07/2009
6
Download via Web
7
- www.dpi.inpe.br/spring
SPRING - AJUDA OnLine
8
Estrutura geral de um SIG como SPRING
Interface
Entrada e Integr.
Dados
Consulta e Análise
Espacial
Visualização
Plotagem
Gerência Dados
Espaciais
BANCO DE DADOS
GEOGRÁFICO
9
SPRING – Estrutura de Armazenamento

Arquitetura Dual
SPRING
Dados Espaciais
em formato
proprietário
10
SGBD
Dados
Alfanuméricos
País
PIB
Brasil
350
Uruguai
295
O QUE É UM MAPA DIGITAL ?
 Mapa: modelos simplificados da realidade
– Representação gráfica (ponto, linha, polígono, matriz)
– Normalmente em escala e em uma projeção
– Seleção de entidades abstratas sobre ou relacionadas com a
superfície da Terra (ICA).
– Classificação em grupos (e.g. tipos de solo)
– Simplificação de elementos gráficos
– Exagero de elementos importantes
– Simbologia para apresentar dados
?
F
11
V
F
V
TIPOS DE MAPAS QUE O SPRING TRABALHA

Características dos mapas: diversidade de fontes
geradoras e de formatos apresentados.

O sistema se restringe a tratar os seguintes tipos de dados;
–
–
–
–
–
12
Mapas Temáticos: conceitos qualitativos (uso do solo,
vegetação);
Mapas Cadastrais (localização de objetos do mundo –
pontos, linhas e polígonos + tabela – ex. Lotes urbanos)
Mapa de Redes (localização de objetos do mundo –
nós e linhas orientadas – ex. Postes e rede elétrica)
Mapas Numéricos (representação de superfícies)
Imagens de Sensores Remotos (ex: aerofotos,
satélites, radares);
MAPAS TEMÁTICOS

Estrutura vetorial topológica construída
é do tipo arco-nó-região

Pode ser armazenado no formato vetorial ou matricial

A escolha entre a representação matricial ou vetorial
para um mapa temático depende do objetivo em
vista.

Inseridos no sistema por digitalização ou
classificação de imagens
Ex: Mapa de Solos, Mapa Geológico, Mapa com classes
de Declividade, Mapa de Uso e Ocupação da Terra
13
MAPAS CADASTRAIS/OBJETOS

Mapas de
geográficos
suporte
à
representação
de
objetos

As entidades (pontos, linhas e polígonos) são Objetos
Geográficos

Objetos possuem atributos descritivos em tabelas

Podem estar associados a várias representações
gráficas

Podem ter representações gráficas diferentes em
mapas de escalas distintas
Ex: Mapas de Lotes, Quadras, Propriedades Rurais


14
São armazenados em forma de coordenadas vetoriais, com a topologia
arco-nó-polígono associada
Não é usual representar estes dados na forma matricial
MAPAS DE REDES/OBJETOS

Mapa de suporte à representação de objetos
geográficos

As entidades (nós e linhas) são objetos geográficos

Mapa vetoriais com topologia arco-nó (grafo)
–
arcos tem um sentido de fluxo e atributos
–
nós tem atributos (fontes ou sorvedouros)
Sub-estações
id
22
label
capacidade
Eng. Dentro 3.000 kVA

Forte ligação com BD

Integração de dados

Segmentação dinâmica

Linguagem de visualização

Capacidade de adaptação
Postes
id
label
2345 32-17-95
Transf.
Classe 3
* Uso em serviços de utilidade pública, como água, luz e telefone, redes
de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias
15
IMAGENS

Dados obtidos por satélites, fotografias aéreas,
"scanners" aerotransportados ou radares

Armazenadas como matrizes (lin x col)

Cada elemento de imagem ("pixel") tem um valor
proporcional à reflectância do alvo imageado

CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES

16
resolução espacial (km, m, cm);

resolução espectral (num. bandas);

resolução temporal (dias);

resolução radiométrica ( 2n ).
MAPAS NUMÉRICOS
17

São mapas utilizados para representar uma grandeza
que varia continuamente no espaço - altimetria,
precipitação, propriedades do solo ou subsolo (como
aeromagnetismo).

A superfície modelada é representada por
–
grades regulares ou
–
grades triangulares

Tratamento da altimetria para mapas topográficos ou hipsométricos

Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens

Mapas de declividade e exposição (geomorfologia e erodibilidade)

Análise de variáveis geofísica e geoquímicas e apresentação
tridimensional (em combinação com outras variáveis)
REPRESENTAÇÃO DOS PLANOS NO SPRING

Os mapas (planos) podem ser especializados entre as
representações matricial (“raster”) e vetorial.
Plano
Informação
is-repres.-in
Represen .
Geométrica
is-a
18
is-a
Represen.
Represen.
Matricial
Vetorial
Representação de IMAGEM
IMAGEM
é representado em
Representação
Geométrica
Imagem
é um
Representação
Matricial
é um
Conjunto de células de uma matriz 2D
com
valores inteiros e finitos
* Obtida a partir de Sensores Remotos
19
Representações de Mapas TEMÁTICOS
Mapas Temáticos
é representado em
é um
Representação
Geométrica
Representação
Matricial
Representação
Vetorial
é um
é um
Imagem Temática
Conjunto de células de uma matriz 2D
de números inteiros (índices deTab. de
Cores)
* Gerada a partir de mapeamentos de
imagens classificadas ou conversão
vetor - matriz
20
é um
Temático
Mapas vetorias constituídos de Nós
2D, Linhas 2D e Polígonos
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos ou
conversão matriz - vetor
Representações de Mapas TEMÁTICOS
• Vetorial
• preserva relacionamentos topológicos
• associar atributos a elementos gráficos
• melhor precisão
• eficiência de armazenamento
• permite preenchimento por hachura ou padrões.
• Matricial
• fenômenos variantes no espaço
• adequado para simulação e modelagem
• processamento mais rápido
• maior gasto em armazenamento
21
Representações de Mapas NUMÉRICOS
Modelo Numérico
de Terreno
é representado em
é um
Representação
Matricial
Representação
Geométrica
é um
é um
Representação
Vetorial
é um
é um
ISOLINHA
é um
Conjunto de Linhas 2D com
mesmo valor de cota
* Altimetria
* Curvas de Isovalores
magnéticos
GRADE RETANGULAR
Conjunto de células de uma
matriz 2D
* Gerada a partir de Isolinhas e/ou
Pontos Cotados, Grade Triangular
ou outra Retangular
22
PONTOS COTADOS
Conjunto de Pontos com
coordenadas 3D (x,y,z)
* Pontos Altimetria
* Amostras de Solo (geoquímica)
GRADE TRIANGULAR
Conjunto de Linhas 2D
conectadas a Nós 3D
* Gerada a partir de Isolinhas e/
ou Pontos Cotados (c/ ou s/
linhas de quebra)
Representações de Mapas NUMÉRICOS
GRADE RETANGULAR

Matriz de elementos de espaçamento fixo

Valor estimado da grandeza

Mais adequada p/ dados geofísica e vista
3D
Facilita manuseio e conversão

GRADE TRIANGULAR

Conexão entre amostras

Estrutura topológica arco-nó

Representa melhor relevos
complexos
Capacidade de incorporar
restrições (linha de quebra)

23
Representação de Mapa CADASTRAL
Mapa Cadastral
é representado em
Representação
Geométrica
24
Cadastro
é um
Representação
Vetorial
é um
Mapas vetorias constituídos de Nós
2D, Linhas 2D e Polígonos
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos
(levantamento topográfico, gps e
trena)
Representação de Mapa de REDE
Mapa de Redes
Redes
é representado em
Representação
Geométrica
25
é um
Representação
Vetorial
é um
Mapas vetorias constituídos de Nós de
rede 2D e Linhas 2D orientadas
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos
(levantamento topográfico, gps e
trena)
RESUMO DAS REPRESENTAÇÕES NO SPRING
Vetorial
Mapas temáticos
Arco-nó-polígono
Mapas Cadastrais
Arco-nó-polígono
Mapas de Rede
Arco-nó
Modelos numéricos de
terreno
Grades triangulares e
Isolinhas / pontos
Imagens
26
Matricial
Matriz de índices
Matriz de reais
Matriz de bytes
Exercícios – Apostila Prática
Sequência de comandos padronizados para operar no
SPRING
Exemplo: (Cria e Ativa um novo Banco)
1
2
3
4
5
6
7
8
27
=> Iniciando o SPRING e criando um banco:
- # Iniciar – Programas – Spring<nun_versão> - Spring<nun_versão>
- [Arquivo] [Banco de Dados...] ou botão
Banco de Dados
- (Diretório...) selecionar o caminho C:\Curso_spr\springdb
- {Nome: Curso}
- (Gerenciador  Access)
- (Criar) – responda Não a pergunta para inserir senha.
- (Banco de Dados | Curso)
- (Ativar) – Responda Sim caso tenha outro Banco/Projeto ativo.
Exercícios - Roteiro padronizado
- [Arquivo] [Banco de Dados...] ou botão
Banco de Dados
- (Diretório...)
- {Nome: Curso }
- (Gerenciador Access )
- (Banco de Dados | Curso)
- (Ativar)
28
Exercício 1
Objetivo : Reconhecer os tipos de mapas no SPRING e suas
representações, além de explorar os principais recursos de apresentação
dos dados.
 Banco de trabalho “Modelo de Dados” - projeto “Brasilia”
Pasta onde está o banco - C:\Curso_spr51\springdb\
DICA: Como um banco do SPRING é uma pasta do Windows, NÃO abrir a
pasta “Modelo_Dados” na caixa de diálogo. Posicionar sempre na pasta
imediatamente acima.

Não entrar
nesta pasta
29
Banco, Projeto e PI ativo
SPRING
Banco de Dados ativo – cada sessão do
SPRING somente pode ter um banco pode
estar ativo.
Projeto ativo – um banco ativo do SPRING
pode ter somente um projeto ativo.
PI ativo – um projeto ativo do SPRING pode
ter somente um Plano de Informação ativo.
•
•
30
Um PI ativo não necessariamente é o PI
visível na tela.
Vários PI´s podem estar visíveis, mas
somente um ativo.
Banco
Projeto
PI
Apresentação de dados
SPRING
Na aba PI Disponíveis
1 - Selecionar uma Categoria
2 - Selecionar um Plano de Informação
3 - Selecionar uma representação disponível
..... a tela é automaticamente redesenhada




Duplo clique no PI desmarca o mesmo
Duplo clique na Categoria desmarca PI’s
Cada alteração no Painel o desenho é
automaticamente refeito
Importante - Definir a prioridade na aba “PI
Selecionados” – desenha de baixo para
cima.
Desenha por último
31
Desenha primeiro
Cursor de Zomm
Apresentação de dados no SPRING
1 - Ativar Cursor de Zoom
2 - Marcar ponto superior esquerdo (1)
3 - Mover o mouse p/ baixo e p/ direita
4 - Marcar ponto inferior direito (2)
... a área é automaticamente
ampliada.
1
Dica : se cursor de zoom estiver ativo, um duplo clique em
qualquer local da área de desenho, amplia de 2x o local
indicado.
32
2
Cursor de Área
Apresentação de dados no SPRING
1 - Ativar Cursor de Área
2 - Marcar ponto superior esquerdo (1)
3 - Mover o mouse p/ baixo e p/ direita
4 - Marcar ponto inferior direito (2)
5 - Clicar em [Executar – Desenhar]
ou
* Clicar BD desmarca a área selecionada
* Após marcar o ponto (2) pode-se mover
qualquer das laterais ou todo o retângulo
marcado
33
1
2
Barra de Ferramentas
Apresentação de dados no SPRING
Manipulação de :
- Banco,
- Projeto
- Modelo de Dados
- Objeto - Não Espacial
- Plano de Informação
Cursor Zoom)
Cursor de Área
Cursor de Voo (pan)
Cursor de Info
Auto: ajusta imagem p/ dimensões
padrões da tela
Pleno: pontos de imagem = pontos da
tela
Escala: ajusta dados p/ escala
informada
Desenhar
Gráfico
Palheta de Cores
Painel de
Controle
Cursor de Janelas
Acoplar
Cursor de Ponto
Cursor de Mesa
Zoom + (2 x centro da tela)
34
Zoom - (2 x centro da tela)
Recompor Área
do proj.
Anterior
Zoom PI
Ampliar 2,4 ou 8x
Mostra coordenadas
Planas, Geográficas ou
Info
Acoplar Tela
Apresentação de dados no SPRING
Apresentar os dados de uma Tela dentro de uma janela móvel
sobre a Tela Principal

1 - Ativar e apresentar um PI na Tela Principal
2 - Ativar Tela 2 e selecionar outro PI
3 - Clique em Acoplar na barra de ferramentas
e escolha Tela 2
4 - Marque na Tela Principal um retângulo com
cursor de área sem Desenhar
5 - Clique na parte interna do retângulo e mova
sobre a Tela 1

35
Somente a Tela Principal pode estar
associada a outras telas (2,3,...) ou a tela
Auxiliar