dados em geoprocesssamento profª iana alexandra alves rufino ([email protected])
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DADOS em DADOS em GeoprocesssamentoGeoprocesssamento
ProfProfª Iana Alexandra Alves Rufinoª Iana Alexandra Alves Rufino
Dados em Dados em Geoprocessamento:Geoprocessamento:
Classificação: espaciais e não Classificação: espaciais e não espaciaisespaciais
Dados não espaciaisDados não espaciaisEscala ordinalEscala ordinalEscala NominalEscala NominalEscala de razãoEscala de razãoEscala de intervaloEscala de intervalo
Dados EspaciaisDados EspaciaisRepresentação VetorialRepresentação VetorialRepresentação MatricialRepresentação Matricial
Dados em Dados em Geoprocessamento: dois Geoprocessamento: dois grandes gruposgrandes grupos
++ Dados não Dados não
espaciais ou espaciais ou alfanuméricos ou alfanuméricos ou
descritivosdescritivos
Dados não Dados não espaciais ou espaciais ou
alfanuméricos ou alfanuméricos ou descritivosdescritivos
Dados espaciais ou Dados espaciais ou gráficos ou gráficos ou geográficosgeográficos
Dados espaciais ou Dados espaciais ou gráficos ou gráficos ou geográficosgeográficos
Atributos/informação Temática
Representados de acordo com uma escala de medição
Forma e Posição/ características geográficas
Representação Matricial e Vetorial
Dados não Dados não espaciais/atributos:espaciais/atributos:
Ajudam a descrever as características Ajudam a descrever as características do objeto espacial;do objeto espacial;
Estão ligados aos elementos espaciais Estão ligados aos elementos espaciais através de identificadores (geocódigos);através de identificadores (geocódigos);
Podem fornecer informações Podem fornecer informações qualitativas ou quantitativas;qualitativas ou quantitativas;
Uma maneira simples de armazenar Uma maneira simples de armazenar atributos é com o uso de tabelas;atributos é com o uso de tabelas;
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código: Lg 425tipo: praçanome: XV de novembrodescrição: área verde de domínio público
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Dados não Dados não espaciais/atributos:espaciais/atributos:
Para representar dados geográficos no computador, temos de descrever sua variação no espaço e no tempo: “qual é o valor deste dado aqui e agora?”
O processo de medida consiste em associar números ou símbolos a diferentes ocorrências de um mesmo atributo, para que a relação dos números ou símbolos reflita as relações entre as ocorrências mensuradas.
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Dados não Dados não espaciais/atributosespaciais/atributos
Escalas de Medida:Escalas de Medida:– Temáticas: Temáticas: a cada medida é atribuído um número
ou nome associando a observação a um tema ou classe.
Escala NominalEscala Nominal Escala OrdinalEscala Ordinal
– Numéricas: Numéricas: descrição mais detalhada, que permite comparar intervalo e ordem de grandeza entre eventos (regras de atribuição de valores baseiam-se em uma escala de números reais)
Escala por RazãoEscala por Razão Escala por IntervaloEscala por Intervalo
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toDados não Dados não espaciais/atributos: escalas espaciais/atributos: escalas de representaçãode representação
Escalas Temáticas: Escalas Temáticas: NominalNominal– Classifica objetos em classes distintas sem
ordem inerente, como rótulos que podem ser quaisquer símbolos;
– Um exemplo é a cobertura do solo, com rótulos como “floresta”, “área urbana” e “área agrícola”;
– Relações entre os valores: Identidade (a = b) Dessemelhança (a # b)
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toDados não Dados não espaciais/atributos: escalas espaciais/atributos: escalas de representaçãode representação
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toDados não Dados não espaciais/atributos: Escala espaciais/atributos: Escala NominalNominal
Escalas Temáticas: Escalas Temáticas: OrdinalOrdinal– Caracteriza os objetos em classes
distintas que possuem uma ordem natural;
– Exemplo: 1 – ruim, 2 – bom, 3 – ótimo ou “0-10%”, “11-20%”, “mais que 20%”;
– Relações entre os valores (para todo a e b): a < b, a > b ou a = b são possíveis.
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toDados não Dados não espaciais/atributos: escalas espaciais/atributos: escalas de representaçãode representação
Dados não Dados não espaciais/atributos: Escala espaciais/atributos: Escala OrdinalOrdinal
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Escalas Numéricas: Escalas Numéricas: por intervalopor intervalo– possui um ponto zero arbitrário (não
implica em ausência de atributo);
– uma distância proporcional entre os intervalos;
– uma faixa de medidas entre [-∞, +∞];– Exemplos:
Temperatura em oC medida por intervalo; Localização em latitude/longitude;
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toDados não Dados não espaciais/atributos: escalas espaciais/atributos: escalas de representaçãode representação
Escalas Numéricas: Escalas Numéricas: por razãopor razão– o ponto de referência zero não é
arbitrário, mas determinado por alguma condição natural;
– distâncias proporcionais entre os intervalos;
– uma faixa de valores limitada entre [0,∞];– Exemplos:
Peso e Volume de objetos; Variáveis sociais: população, renda, etc.
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toDados não Dados não espaciais/atributos: escalas espaciais/atributos: escalas de representaçãode representação
Posição Espacial
Relações Espaciais
Tempo
Forma de armazenamento
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Dados espaciais: Dados espaciais: algumas consideraçõesalgumas considerações
Localização absoluta expressa em coordenadas de algum sistema de referência
– Exemplo: sistema de coordenadas geográficas, sistema plano/cartesiano, etc;
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Dados espaciais:Dados espaciais:Posição EspacialPosição Espacial
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Dados espaciais:Dados espaciais:Posição EspacialPosição Espacial
localização: L1: (78,53),(86,73), . . .L6: (88,46), (78,53)
L1
L2
L5L6
L3
L4
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Dados espaciais:Dados espaciais:Relações espaciaisRelações espaciais
Definem como as entidades se Definem como as entidades se relacionam entre si e entre as relacionam entre si e entre as demais;demais;
Incluem conceitos Incluem conceitos topológicos topológicos (vizinhança, pertinência), (vizinhança, pertinência), métricos métricos (distância) e (distância) e direcionaisdirecionais (“ao norte de”, “acima de”). (“ao norte de”, “acima de”).
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Dados espaciais:Dados espaciais:Relações TopológicasRelações Topológicas
TopologiaTopologia: estudo das propriedades : estudo das propriedades geométricas que permanecem geométricas que permanecem invariantes sob deformação;invariantes sob deformação;
Independem de fatores como Independem de fatores como escala, projeção, etc.escala, projeção, etc.
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Dados espaciais:Dados espaciais:Relações TopológicasRelações Topológicas
A B A BA B
A disjunto B ?
A B A BA B
A adjacente (toca) B ?
BA
A B
A sobrepõe B ?
BA A
ABB A B
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Dados espaciais:Dados espaciais:Relações TopológicasRelações Topológicas
A A BA
B
B está contido em / cobre A ?
A
B B cruza A ? B
A
B
AB
B acima (N) / abaixo (S) / ao lado (L/O/ Esq / Dir) de A ?
B
A
A
B A
B
A A BA
B
B sobre / sob A ?
B
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Dados espaciais:Dados espaciais:Relações MétricasRelações Métricas
distância A-B
A Acomprimento/perímetro A
B
AA B
área/volume A
A B
CB
caminho ótimo A B
Ar
A A
raio de alcance
A B
A B
Pode significar:Pode significar:– quando o fenômeno ocorreu;quando o fenômeno ocorreu;– quando o dado foi coletado;quando o dado foi coletado;
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Dados espaciais:Dados espaciais:TempoTempo
1989
2000
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2005
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toDados espaciais:Dados espaciais:Forma de Forma de ArmazenamentoArmazenamento
Existem duas grandes classes de Existem duas grandes classes de representações computacionais de representações computacionais de dados espaciais:dados espaciais:
– VetoriaisVetoriais
– Matriciais.Matriciais.
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
Os mapas são abstrações gráficas Os mapas são abstrações gráficas nas quais pontos, linhas e polígonos nas quais pontos, linhas e polígonos são usados para representar de são usados para representar de forma simplificada objetos do mundo forma simplificada objetos do mundo real;real;
Forma de representação de Forma de representação de softwares CAD e outros;softwares CAD e outros;
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
mercado público
rua dos ilhéus
clube 12 de agosto
peixaria Guimarães
PontoPonto: abrange todas as entidades que : abrange todas as entidades que podem ser representadas por um único par podem ser representadas por um único par de coordenadas;de coordenadas;
Linhas, arcos ou elementos linearesLinhas, arcos ou elementos lineares: são um : são um conjunto de pontos conectados;conjunto de pontos conectados;
As As áreas ou polígonosáreas ou polígonos: são representados : são representados por um conjunto de linhas que a compõem por um conjunto de linhas que a compõem com repetição do primeiro ponto.com repetição do primeiro ponto.
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Redes:Redes:- As informações gráficas são armazenadas em As informações gráficas são armazenadas em coordenadas vetoriais, com coordenadas vetoriais, com topologia topologia arco-narco-nó;ó;
- Os atributos de arcos incluem o Os atributos de arcos incluem o sentido de fluxo sentido de fluxo e os atributos dos nós sua impedância (custo de e os atributos dos nós sua impedância (custo de percorrimento).percorrimento).
- Este tipo de dado é muito utilizado em serviços de Este tipo de dado é muito utilizado em serviços de utilidade pública, como água, luz, telefone, redes utilidade pública, como água, luz, telefone, redes de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias.de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias.
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Redes: ExemploRedes: Exemplo
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Redes: ExemploRedes: Exemplo
Dados Cadastrais:Dados Cadastrais:– Cada um de seus elementos é um objeto
geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas (pontos, linhas ou polígonos);
– Os atributos estão armazenados num sistema gerenciador de banco de dados.
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Dados Cadastrais: ExemploDados Cadastrais: Exemplo
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Grades Triangulares ou TINGrades Triangulares ou TIN ((Triangular Irregular NetworkTriangular Irregular Network))
Representa a superfície através de um conjunto de Representa a superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas. Para cada um dos faces triangulares interligadas. Para cada um dos três vértices do triângulo são armazenadas as três vértices do triângulo são armazenadas as coordenadas de localização (x,y) e do atributo z.coordenadas de localização (x,y) e do atributo z.
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Grades Triangulares ou TIN: ExemploGrades Triangulares ou TIN: Exemplo
Dados espaciais:Dados espaciais:Representação VetorialRepresentação Vetorial
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação MatricialRepresentação Matricial
A A representação matricialrepresentação matricial consiste no uso de consiste no uso de uma malha quadriculada regular sobre a qual uma malha quadriculada regular sobre a qual se constrói, célula a célula, o elemento que se constrói, célula a célula, o elemento que está sendo representado;está sendo representado;
O espaço é representado por uma matriz O espaço é representado por uma matriz P(m,n) composta de m colunas e n linhas, onde P(m,n) composta de m colunas e n linhas, onde cada célula (pixel) possui um número de linha, cada célula (pixel) possui um número de linha, um número de coluna e um valor um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado, sendo correspondente ao atributo estudado, sendo cada célula individualmente acessada pelas cada célula individualmente acessada pelas suas coordenadas;suas coordenadas;
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação MatricialRepresentação Matricial
Grades Regulares: Grades Regulares: cada elemento da cada elemento da matriz está associado a um valor matriz está associado a um valor numérico; numérico;
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação MatricialRepresentação Matricial
Grades Regulares: exemplosGrades Regulares: exemplos
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação MatricialRepresentação Matricial
B R
- 2
3 0
O C
E A
N O
A T L Â N T I C O
Cotas Altimétricas:(metros)
0 a 0,50,5 a 11 a 22 a 33 a 44 a 55 a 7acima de 7
B R
- 2
3 0
O C
E A
N O
A T L Â N T I C O
Declividades:(metros)
0 - 0.50.5 - 11 - 22 - 33 - 44 - 56 - 88 - 10acima de 10
Imagens: Imagens: representam representam formas de formas de captura indireta captura indireta de informação de informação espacial espacial D
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação MatricialRepresentação Matricial
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Dados espaciais:Dados espaciais:Representação MatricialRepresentação Matricial
19761976 19981998
Formato Matricial
Formato Vetorial sobre representação
Raster
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Dados espaciais:Dados espaciais:Matricial x VetorialMatricial x Vetorial
Aspecto Formato Vetorial Formato Matricial
Relações Espacial entre Objetos
preserva relacionamentos topológicos
relacionamentos topológicos devem ser inferidos
Ligação com o Banco de Dados
associa atributos a elementos gráficos
associa atributos apenas às classes do mapa
Análise Simulação e Modelagem
Representação indireta de fenômenos contínuos Limitações na álgebra de mapas
Representa melhor os fenômenos contínuos no espaço Simulação e modelagem mais fáceis
AlgoritmosProblemas com erros geométricos
Processamento rápido e eficiente
Armazenamento Por coordenada (mais eficiente)
Por matrizes (maior gasto em armazenamento)
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Dados espaciais:Dados espaciais:Matricial x VetorialMatricial x Vetorial
ExercícioExercício
Para o exercício anterior identificar Para o exercício anterior identificar os diferentes tipos de dados.os diferentes tipos de dados.