Análise Espacial Integrada aos Estudos de População:

Métodos Analíticos e Técnicas de Representação

Introdução ao TerraView

I POSDEM Fev/2010

Antônio Miguel V. MonteiroSilvana AmaralAndré Gavlak

INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Campus principal em São José dos Campos - SP Centros regionais: CRS-Santa Maria (RS), CRN -

Natal (RN), CRA- Belém (PA) 1.600 funcionários 6 cursos de pós-graduação(engenharia e tecnologia espacial,astrofísica, geofísica espacial,Computação aplicada, meteorologia e sensoriamento remoto)

www.inpe.br

INPE Belém (PA)

O que é a TerraLib?

Biblioteca de software (conjunto de classes e funções) para o domínio geográfico

É um ambiente para o desenvolvimento de novos projetos de sistemas geográficos: Aplicativos Geográficos de arquitetura integrada

Testes de conceitos e procedimentos

É um produto para desenvolvedores de software, ou seja, programadores

O que é a TerraLib?

Desenvolvida em C++ : Orientação a Objeto Livre e de Código Fonte aberto(Open Source) - LGPL Programação genérica Padrões de projeto Multi-plataforma (windons e linux)

Arquitetura Integrada- suporte para diferentes SGBDs: MySQL, PostgreSQL, PostGIS Oracle, Oracle Spatial, SQLServer, Access

Operações espaciais, processamento de imagens, análise espacial,…

Site da TerraLib www.terralib.org

PDI

Algoritmos para processamento de imagens Funções de contraste Filtros e filtros de convolução Algoritmos de classificação Crescimento de regiões

DPI/INPE

TerraStat

LESTE – UFMG: construção de uma biblioteca de algoritmos de estatística espacial

Stat

Projeto TerraStat: Algoritmos de estatística espaço-temporal Média Local, Índice de Moran Local e Global, G e GStar Mapa de Kernel Semivariograma Bayes Empírico Local e Global Skater Função K e KNox Sistema de Vigilância

LESTE-UFMG (Laboratório de Estatísticas

Espaciais da Universidade Federal de Minas Gerais)

Projeto SAUDAVEL

Tecnologias da Informação Espacial no Apoio ao Controle Epidêmico Experimento em andamento em Recife-PE Alimentando um banco de dados TerraLib Visualização e consulta via TerraView

Ambiente para a construção de modelos

TerraLib

TerraLib TerraME Framework

C++ Signal Processing

librarys

C++ Mathematical

librarys

C++ Statisticallibrarys

TerraME Virtual Machine

TerraME Compiler

TerraME Language

RondôniaModel São Felix Model Amazon Model Hydro Model

Fonte: Tiago Senna Carneiro

TerraME

aRT

ESTE – UFPR: Integração entre o R e TerraLib

TerraNetwork

Laboratório de Computação Aplicada (LAC-INPE) Rotinas para a manipulação de grafos utilizando a

biblioteca Boost Graph Library - BGL

Deter e Proarco

Demandas institucionais que o INPE tem que atender

FUNCATE, www.funcate.org.br, 2004

Prefeitura de Santos

SIGMUN, FUNCATE www.funcate.org.br

Prefeitura de São Sebastião

InfoPae

Sistema de tratamento de emergências em dutos de óleo para Petrobras

O que é o TerraView?

Um Aplicativo Geográfico que utiliza a TerraLib

SGBDs

TerraLib

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TerraView

É um aplicativo construído sobre a biblioteca TerraLib: Exemplifica a utilização da biblioteca TerraLib 

Funcionalidades: Visualização e manipulação de dados vetoriais (pontos, linhas

e polígonos) e matriciais (grades e imagens) Consultas espaciais e por atributos Agrupamentos e geração de legendas Gráficos (histogramas) e pie bar Análise espacial (Índice de Moran, Mapa de Kernel, etc) Operações geográficas (Buffer, Interseção, Diferença, etc)

TerraView

TerraView

É um aplicativo construído sobre a biblioteca TerraLib: Visualizador de dados geográficos com recursos de

consulta, análise e operações geográficas Exemplifica a utilização da biblioteca TerraLib 

O TerraView  manipula dados vetoriais (pontos, linhas e polígonos) e matriciais (grades e imagens)

Versão atual 3.3.1

TerraView

www.dpi.inpe.br/terraview

TerraView

Cada seção de TerraView trabalha em um banco de dados TerraLib: SGBD relacionais ou geo-

relacionais: ACCESS, SQLServer, PostgreSQL, PostGIS, MySQL e Oracle e OracleSpatial

Modelo Conceitual da TerraLib

Principais Conceitos: Bando de Dados TerraLib Plano de Informação ou Layer

Representação geométrica Projeção cartográfica Tema Vista Visual Legenda

Modelo Conceitual

Layer

n

1

projection

1

Theme

View

1

n

1

1

1

n

1

Legend

1

n

Visual

1

1

Banco de Dados

SGBD

Banco de Dados TerraLib

Repositório de dados que contém: Dados geográficos (componente espacial e

alfanumérica) Metadados sobre os dados geográficos

Organização em layer e temas, projeção, etc.

Dados e metadados são armazenados em um modelo de banco de dados definido pela TerraLib

Gerado por SGBDs: Access, MySQL, SQLServer, PostgreSQL, Oracle, PostGIS,

Oracle Spatial

Layer

Layer dos municípios de São Paulo

Representa uma estrutura de agregação de um conjunto de informações espaciais que são localizadas sobre uma região geográfica e compartilham um conjunto de atributos

Agrega coisas semelhantes

Layer

Contém dados vetoriais ou matriciais

Está associado a uma projeção cartográfica

Pode ser gerado: Pela importação de arquivos em formatos de

intercâmbio shapefiles, ASCII-SPRING, MID/MIF GeoTiff, JPEG Dbf ou CSV

Através do resultado de uma função

Representação geométrica

Representação da componente espacial do dado: Vetorial:

Ponto, Linha, Polígono, Célula, Arco ou Nó Matricial

Grades regulares multidimensionais

Um mesmo objeto geográfico de um layer pode ter diferentes representações vetoriais

Projeção cartográfica

Representa a referência geográfica dos dados espaciais

Permitem projetar a superfície terrestre em uma superfície plana

A TerraLib suporta diferentes tipos de projeções e funções para o mapeamento entre projeções Ex:

UTM (datum SAD69 ou Corrego Alegre) Mercator Polyconic LatLong

Tema

Define uma seleção sobre um layer baseado em restrições: Por atributo (ex.: população>300.000) Espacial (ex.: todos os municípios que são cortados pela

rodovia Presidente Dutra) Temporal (ex.: todos os crimes que ocorreram no mês

de janeiro)

Define o visual ou a forma de apresentação gráfica da componente espacial dos objetos do tema

Define grupos e legendas associadas a cada grupo Não duplica geometrias e atributos

Utiliza do layer de referência

Tema

Tema1 (agrupamento)

Tema3 (Vizinhos de São Paulo)

Tema2 (População > 70000)

Layer

Vista

Define uma visão particular de um usuário sobre o banco de dados

Agrupa os temas que serão visualizados simultaneamente

Está associado a uma projeção cartográfica Visualização de todos os temas em uma projeção

comum

Visual

Representa um conjunto de características de apresentação de primitivas geométricas: cores de preenchimento e contorno de polígonos,

espessuras de contornos e linhas, cores de pontos, símbolos de pontos, etc.

Legenda

legenda

Caracteriza um grupo de dados, dentro de um tema, apresentados com o mesmo visual, quando os dados do tema são agrupados de alguma forma.

Tabelas de Dados - Vetoriais

Polygons2

650 651

652

te_layer_table (metadado)

Malha_municipal

TerraView - Visualização

TerraView

Importação de dados Vetoriais: Shapefile, MID/MIF, SPRING e BNA (TabWin) Matriciais: GeoTIFF, Tiff+twf, JPEG (+jgw), raw, SPING-

GRID Tabelas de atributos: DBF, CSV, SPRING-ASCII, MDB

Exportação de dados Vetoriais: SPRING, MID/MIF, Shapefile

Geocodificação de endereço

TerraView

Consulta espacial e por atributos Operações aritméticas sobre atributos Operações geográficas:

Buffer Agregação Adição Diferença Interseção Designar dado por localização:

Coleta Distribuição

Clipping

TerraView – Consulta por atributo

TerraView – Consulta Espacial

TerraView – Operações Geográficas

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos Buffer ou Mapa de distâncias

Faixa de 200 metros ao longo das margens dos rios?

Buffer

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos Intersecção (Clipping)

Clipping

A

B

A

B

C

Intersecção

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos União e Diferença

A

BUnião

A

BDiferença

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos Adição

Operação que adiciona vários temas para criar um novo plano de informação

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos AgregaçãoA operação de agregação

usa n objetos de entrada para gerar um objeto de saída.

Cada novo objeto possui um único registro na tabela de atributos

As geometrias resultantes da operação são criadas a partir da fusão das geometrias do tema de entrada

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos Atribuir dados por localização – Distribuir e

Coletar

Operações Geográficas

Operações entre layers – geometria e atributos Atribuir dados por localização

– Distribuir e ColetarDistribuir os atributos de cada ESTADO aos MUNICÍPIOS que estão dentro dele.

Relação espacial usada é "está contido" ou "dentro".

Tabela de atributos para MUNICIPIOS

Tabela resultante de Distribuição dos atributos dos Estados para os Municípios

DISTRIBUIR

TerraView

Geração de legendas através de agrupamento por: Passos iguais Quantil Desvio padrão Valor único

Geração de cartogramas: Pie-chart Bar-chart

Geração de gráficos e Brushing Histograma Probabilidade Normal Dispersão

TerraView - Análise

TerraView - Análise

TerraView

Análise espacial: Estatística espacial (Índice de Moran, G, GStar, Média

local, etc) Mapa de kernel Razão de kernel Semivariograma Skater Global empírico Bayes Local empírico Bayes

TerraView – Mapa de Kernel

TerraView – Plugins

TerraView – Plugins

O que é o aRT?

SGBDR Packages...

Prática - Proposta

Exercícios dos tutoriais – Aulas 1, 2, 5, 7, 3 e 4 Entrada de dados Consulta espacial/por atributos Operações básicas de geoprocessamento

Análise Espacial – Aula 6 e 8 Análise de pontos Análise de áreas