GEOPROCESSAMENTO
e fotointerpretação
Aula 3:
Da imagem ao mapa
Prof. Maigon Pontuschka
2013
Resumo
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Introdução
Imagens em 3D e Estereoscopia
Escala
Distância dos Sensores à Superfície Terrestre
Legendas
SIGs – Sistemas de Informação Geográfica
Cartografia temática
Da Imagem ao Mapa
• Transformar imagens em mapas significa
transformar os dados obtidos a partir das imagens
em informações – INTERPRETAÇÃO.
• Os mapas contém informação, enquanto as
imagens contém dados que somente serão
transformados em informações, segundo uma
interpretação.
Exemplo de Mapa elaborado a partir da interpretação de uma
imagem obtida por meio de um Sensor Remoto
Imagem LANDSAT-5
• A imagens de satélite e as fotografias aéreas são
retratos da superfície terrestre, enquanto os mapas
são representações, em uma superfície plana, do
todo ou de uma parte da superfície terrestre, de
forma parcial e por meio de símbolos.
• NOS MAPAS A REALIDADE É REPRESENTADA
DE FORMA REDUZIDA E SELECIONADA.
• Nas imagens o ambiente é representado em
todos os seus aspectos (geologia, água, solo,
relevo, vegetação, uso da terra, etc).
• Nos mapas, esses aspectos podem ser
representados separadamente (mapa de solos,
mapa da vegetação, etc).
• A principal finalidade dos mapas é localizar
áreas, objetos e fenômenos, além de facilitar a
orientação no
espaço
e
aumentar
o
conhecimento sobre o mesmo.
• O mapa constitui uma das formas mais antigas
de comunicação, e era confeccionado a partir de
observações no próprio terreno. Com o advento
do sensoriamento remoto e da informática, as
representações da Terra passaram a ficar mais
detalhadas, precisas e rápidas.
• A Cartografia é a ciência, arte e tecnologia de
fazer mapas.
• Em virtude da sistematização e repetição na coleta de
dados sobre a superfície terrestre por parte de alguns
sensores a bordo de satélites, é possível monitorar e
atualizar materiais cartográficos constantemente.
• Na elaboração de um mapa é usado um dos sistemas
de projeção cartográfica existentes: Planar (ou
azimutal); Cilíndrica; Cônica ou Poliédrica. Esses
sistemas permitem uma representação aproximada
da superfície terrestre, uma vez que é impossível
planificar uma superfície curva sem haver
deformações.
Vale lembrar que a Terra não é uma
esfera perfeita...
O GEOIDE não é uma superfície geometricamente definida.
Contudo, convencionou-se que a forma que mais se aproxima
da forma do Geoide é o ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO, que é
o sólido gerado pela rotação de uma elipse em torno do eixo
dos polos. Portanto, as projeções são realizadas com base
nesse sólido.
Projeção Cilíndrica
• Meridianos e paralelos são representados por linhas
verticais e horizontais
Projeção Cônica
• Note que os meridianos se irradiam de forma retilínea
enquanto os paralelos são linhas curvas
Projeção Planar
• Note que os Paralelos formam círculos concêntricos,
enquanto os meridianos são irradiados de um ponto central.
• Antes de interpretar uma imagem, devemos
entender os conceitos de Visão Vertical, Visão
Oblíqua, Imagens em 3D e Estereoscopia, Escala
e Legenda.
• Fotografias aéreas, imagens de satélites e mapas
majoritariamente são representações de espaços
“vistos de cima”, de longas distâncias.
• Imagens oriundas de aviões e satélites são
obtidas em visão vertical (Visada Nadir) e/ou
Visão Oblíqua (Visada Lateral, com ângulo de
inclinação).
• O primeiro passo para o processo de interpretação de
imagens é reconhecer objetos vistos de cima, pois a
perspectiva vertical difere da horizontal.
Visão Horizontal
Visão Vertical
Visão Oblíqua
Imagens em 3d e Estereoscopia
• Imagens Tridimensionais ou em Três Dimensões
permitem a percepção de altura, comprimento e
largura, proporcionando sensação de volume e
profundidade.
• A visão binocular humana permite enxergar a
realidade como é de fato, em 3 dimensões.
• Imagens e Fotografias aéreas de uma mesma área,
mas obtidas de diferentes posições permitem uma
visão tridimensional através do uso do
estereoscópio.
Antigamente tal recurso
era disponível mediante
pares de fotografias
aéreas, com superposição
lateral de 60%.
Estereoscópio
• O princípio da estereoscopia é baseado na visão
binocular, onde a perspectiva vertical de uma
imagem bidimensional é mantida, sendo combinada
com outra imagem bidimensional obtida por outra
perspectiva formando assim, uma imagem
tridimensional.
• Atualmente
há
sensores
ópticos com o recurso da
estereoscopia como o HRV e
o Aster.
Tais sensores
permitem a obtenção de
dados digitais de altitude
(MDE – Modelos Digitais
de Elevação). A partir dos
MDE integrados ao SIG, é
possível gerar variáveis com
a Declividade, por exemplo.
• Exemplo de MDE – Quanto mais branco, maior
a altitude e quanto mais escuro, menor a altitude
(Figura a).
• Representação de MDE em relevo sombreado – mediante
recursos de SIG, um modelo de sombreamento pode ser
simulado, onde são definidos ângulos de inclinação e
azimute da fonte de luz. As imagens resultantes são
representadas em níveis de cinza: as áreas iluminadas em
tonalidades claras, áreas sombreadas ficam escuras e as
áreas planas ficam em cinza intermediário (Figuras b e d).
• Há a possibilidade de integração (superposição) de
uma imagem bidimensional multiespectral com um
MED, o que gera uma imagem em 3D capaz de
reunir dados espectrais e topográficos (Figura c).
• Atualmente, dados digitais de altitude (dados topográficos)
podem ser obtidos por meio de sensores ativos, como Raios
Laser e Radar – Exemplo: Sensores instalados a bordo do
Endeavour no programa SRTM (Shuttle Radar Topographic
Mission).
Dados disponíveis em http://nationalmap.gov/viewer.html
Scottsdale, Arizona - 3D Projection of EROS A Image
www.imagesatintl.com
• O projeto “O Brasil em Relevo”, da EMBRAPA,
utiliza dados topográficos do SRTM.
http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br
Projeto
TOPODATA
do INPE utiliza
dados topográficos
do SRTM.
O banco de dados,
é de livre acesso e
cobre todo o Brasil.
• http://www.dsr.inpe.br/topodata/
Escalas
•𝐸 =
𝑙
𝐿
• l – Comprimento linear gráfico qualquer, medido
sobre o papel (é a medida do desenho);
• L – Comprimento linear Real, medido sobre o
terreno (dimensão real do objeto).
• Qual das escalas é maior 1:1.000.000 ou 1:1000? –
Quanto maior o denominador, menor será a escala.
Exemplo de escala
• 1:200.000 – um por duzentos mil
• 1 cm na imagem = 200.000 cm no mundo real
• 1 cm na imagem = 2000 m no mundo real
• 1 cm na imagem = 2 km no mundo real
Conhecendo a escala de uma imagem, fotografia ou mapa, é
possível calcular áreas e distâncias entre pontos. O inverso
também é possível.
UNIR, Campus de Presidente Médici (Google Earth, 2008)
A medida que a escala diminui, há um aumento da área de
abrangência, porém, há uma diminuição do nível de
detalhamento (informação).
UNIR, Campus de Presidente Médici – Estação de Piscicultura Carlos Matiaze
• Imagem TM-Landsat-5
• 13/9/1997 – Corumbá
• a) 1:800.000
• b) 1:200.000
•
• A escala também pode ser representada
graficamente:
• Há uma relação entre a escala utilizada e a
resolução espacial. Em função de sua resolução
espacial, existe uma escala ótima (ideal), capaz de
extrair toda a informação possível de uma
determinada imagem. Para imagens TM com
resolução de 30m, por exemplo, a escala que
permite extrair a maior quantidade de informação é
aquela próxima de 1:100.000.
• A escolha da escala também dependerá do objetivo
do estudo.
Distância dos Sensores à superfície terrestre
• Os dados de sensoriamento remoto podem ser
obtidos em diferentes níveis de altitude:
• Orbitais: Sensores a bordo de satélites artificiais;
• Aéreo: Sensores a bordo de aviões e balões;
• De Campo: Coletados em campo.
O nível de altitude influencia no tamanho da área
observada, resolução e escala.
• Quanto maior a área observada – maior será a
resolução temporal (maior frequência de
imageamento).
• Sensores com alta resolução temporal, mas baixa
resolução espacial, captam imagens de extensas
áreas da superfície terrena, desde faixas com
1.000km, até uma face inteira do planeta.
• Quanto mais próximo da terra, menor será a
área coberta pelo sensor, porém, maior será a
resolução espacial.
Níveis de obtenção de imagens por Sensoriamento Remoto.
Legenda
• Explica o significado das cores e símbolos de
um mapa. É uma explicação. Exprime o
resultado de uma interpretação. Contudo,
toda imagem pode ser transformada em
carta-imagem
se
corrigida
(georreferenciada)
e
acrescida
de
informações topográficas.
• Legenda gerada com padrões da própria imagem, mosaico
da Região do Vale do Paraíba, São Paulo, cuja elaboração se
deu com duas imagens TM-LANDSAT-5.
SIG
• Sistema de Informação Geográfica – É
uma ferramenta de análise de dados
espaciais,
que
utiliza
técnicas
computacionais para o processamento de
informações geográficas. Para tal, conta
com softwares de SIG capazes de
armazenar, processar, integrar, analisar,
calcular,
visualizar
e
representar
informações georreferenciadas.
• No SIG, cada tipo de informação é armazenado
em uma camada, chamada de plano de
informação (PI), em uma base de dados comuns.
Os dados podem ser armazenados e
representados em formato vetorial (pontos,
linhas e polígonos) e matricial (grades e
imagens) com seus respectivos atributos (tabelas
e imagens).
• À medida que informações temáticas são integradas com o
uso dos SIG, geram-se novas informações ou mapas
derivados dos originais, bem como a análise espacial e a
modelagem dos ambientes. Exemplo: Google Earth.
Entre os diversos softwares de SIG, temos o
ArcGis, ArcView, TerraView (INPE), Spring,
entre outros.
Superposição de dados (imagens) em camadas (layers).
Através da sobreposição de imagens, é possível gerar um mapa
síntese
O que é Cartografia Temática?
- Ramo da Cartografia que se preocupa com
convenções cores e símbolos cujo objetivo
principal é representação de fenômenos
ambientais, sociais e econômicos.
“Na Cartografia Temática a preocupação não é com a
forma da Terra, mas com os elementos que a formam”.
O que é um mapa temático?
 Apresenta tema específico e não se preocupa apenas com a
localização do fenômeno.
Mapa de solo, vegetação, distribuição de animais, tipos de cultivos
agrícolas, relevo, geologia, geomorfologia, educação, saúde,
segurança, cultura ...
Exemplos:
Elementos do Mapa Temático
-Título, subtítulo (O quê, Onde e Quando);
-Encarte;
- Rosa dos Ventos: Orientação;
- Legenda;
- Convenções Cartográficas;
- Escala;
- Fonte;
- Elaboração/Estruturação;
- Autor;
- Órgão Responsável;
- Informações da base cartográficas (Datum Horizontal, Datum
Vertical, Sistema de Coordenadas (Plana ou Geográficas), Fuso).
Exemplos
Mapas
Temáticos
Mapas
Institucionais
Mapas Temáticos
“Localização”
O mapa de localização é um “tipo” específico
dentro da Cartografia, pois seu objetivo, como o
próprio nome fala é apenas localizar uma área, que
pode ser o Recorte Espacial de uma pesquisa em
Engenharia Ambiental.
SANTOS, A. M. S.; ROMÃO, P. A. Estudo multitemporal e alteração na paisagem...
Semiologia Gráfica
Recursos em Semiologia Gráfica
Dados shapefiles ou .shp
Formato da ESRI
Shapefile shape format (.shp)
Shapefile shape index format (.shx)
Shapefile attribute format (.dbf)
Shapefile projection format (.prj)
Shapefile spatial index format (.sbn)
Fontes de Dados para Mapeamentos
Temáticos
Fontes de Dados para Mapeamentos
Temáticos
Como Conseguir novos dados a tabela
Referências
CASTRO, Frederico do Valle Ferreira. Apostila de Cartografia Temática.
Universidade Federal de Minas Gerais/UFMG-Instituto de Geociências/IGC, 2004
FLORENZANO, T.G. Iniciação em Sensoriamento Remoto. 3. ed. São Paulo:
Oficina de Textos, 2011. 128p.
IBGE. Noções Básicas de Cartografia – Manuais Técnicos em Geociências
número 8. Rio de Janeiro, 1999, p. 114-116
MARTINELLI, Marcelo. Mapas de Geografia e Cartografia Temática. São
Paulo: Contexto, 2003.
MIRANDA, E. E. de; (Coord.). Brasil em Relevo. Campinas: Embrapa
Monitoramento por Satélite, 2005. Disponível em:
<http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br>. Acesso em: 13 jun. 2013.
FIM