aula 04

Sistema de Informações Geográficas Aplicado a Bacias Hidrográficas

Aula 4

Frederico Damasceno Bortoloti

Revisão das funcionalidades do ArcGIS

• Sistemas de coordenadas e projeções

– Forma da Terra

• Elipsoide – UGGI-67

– WGS-84

– SIRGAS

• Datum – SAD-69 (UGGI-67)

– WGS-84 (WGS-84)

– SIRGAS (SIRGAS)



– Não projetados

– Projetados

• UTM

• Mercator

• Cônica

• Azimutal

• Etc...

Zona: 1 – 60 Hemisfério: N – S (e.g. Zona 24 S)



– Coordenadas geográficas

• Graus ° Minutos ‘ Segundos “

• Graus decimais °

– Coordenadas projetadas

• Metros

• Milhas náuticas

Identificador de Sistema de Coordenadas e Projeção



Elipsoide / Datum

Coordenadas Geográficas

Coordenadas Projetadas

Projeção

Não projetado

Metros Km Milhas UTM Mercator Cônica Azimutal



Identificador de Sistema de Coordenadas e Projeção

Sistemas de coordenadas geográficas GCS_WGS_1984 GCS_South_American_1969 GCS_SIRGAS Sistemas de coordenadas projetadas WGS_1984_UTM_Zone_24S SAD_1969_UTM_Zone_24S SIRGAS_UTM_Zone_24S WGS_1984_Web_Mercator_Auxiliary_Sphere


• Sistemas de coordenadas e projeções – Projetos

• Propriedades de Estruturas de dados – Sistema de Coordenadas – Unidades de Mapa – Unidades de Exibição

– Shapefiles • Criar Classe de Feição • Definir Projeção • Projetar • Exportar

– Rasters • Definir Projeção • Projetar Raster • Exportar



– Projetos

• Estruturas de dados (Data Frame)

Estrutura de dados

Projeto

Define propriedades comuns a serem adotadas para exibir camadas

Pode conter uma ou mais estruturas de dados



– Projetos

• Estruturas de dados – Propriedades (Properties)



– Projetos

• Estruturas de dados – Propriedades

» Sistema de Coordenadas

Não configurado



– Projetos



Sistemas de Coordenadas Geográficas Organizados por continentes ou regiões

Sistemas de Coordenadas Projetadas Organizados por categorias



– Projetos



Projected Coordinate Systems →UTM →South America →South American 1969 (96) UTM Zone 24 S

Se for usar muitas vezes, Adicionar aos favoritos

Aplicar



– Projetos



e.g. Configurado para South American Datum 1969, projeção UTM, zona 24 S.

Camadas devem estar no mesmo sistema de coordenadas definido na estrutura de dados senão transformações de coordenadas são necessárias



– Projetos



» Unidades de Mapa

» Unidades de Exibição e.g. Unidades de Mapa e de Exibição configuradas para Metros

Unidades de Mapa são fixadas em conformidade com o sistema de coordenadas escolhido. Unidades de Exibição podem ser alteradas pelo usuário



– Shapefiles

• Criar Classe de Feição

• Definir Projeção

• Projetar

• Exportar

• Ajustar Espacialmente

ES

Municipios.shp

Municipios.shx

Municipios.dbf

Municipios.prj



– Shapefiles


ArcToolbox →Data Management Tools → Feature Class → Create Feature Class

Feature = Dado Vetorial + Atributos



– Shapefiles


Escolher o sistema de coordenadas na criação do arquivo de dados



– Shapefiles


ArcToolbox →Data Management Tools → Projections and Transformations → Define Projection

Define o sistema de coordenadas de um arquivo que possui sistemas de coordenadas não definido <Undefined> ou redefine o sistema de coordenadas de um arquivo. Uso: Dados sem informação de referência espacial Conteúdo do arquivo não é alterado.



– Shapefiles


Escolher o sistema de coordenadas a ser definido para o arquivo de dados



– Shapefiles

• Projetar

ArcToolbox →Data Management Tools → Projections and Transformations → Feature → Project

Converte um arquivo vetorial que possui sistemas de coordenadas definido para um outro sistema de coordenadas. Uso: Dados em diferentes elipsoides ou projeções Conteúdo do arquivo é alterado.



– Shapefiles

• Projetar

Escolher o sistema de coordenadas para o qual o arquivo de dados será convertido

Escolher o nome do arquivo de dados saída

Eventualmente, escolher a transformação de datum a ser executada em caso de mudança de elipsoides (pode-se ter várias)



– Shapefiles

• Projetar

e.g. de SAD-69 para WGS-84, opção 15 (configura parâmetros específicos de transformação entre os dois elipsoides)



– Shapefiles

• Exportar

Escolher salvar o shapefile no mesmo sistema de coordenadas da estrutura de dados

O shapefile deve estar no mesmo elipsoide, ou <Undefined> para essa operação funcionar corretamente.



– Shapefiles


Barra Spatial Adjustment

Liga pontos de controle a pontos nas feições, posicionando o arquivo de feição geograficamente. Uso: Dados não georreferenciados ou mal ajustados Conteúdo do arquivo é alterado. Ajuste é feito sobre a geometria das feições.

Camadas de feições mal ajustadas



– Shapefiles


Camadas a serem ajustadas devem estar em modo de edição

Editor>Start Editing

É necessário estar em modo de edição para que as funções de ajuste espacial sejam habilitadas



– Shapefiles


Dados a ajustar: -Feições selecionadas -Todas as feições nas camadas selecionadas abaixo

Spatial Adjustment>Set Adjust Data...

Deve-se escolher quais dados ajustar



– Shapefiles


Adjustment Methods

Consultar o manual do ArcMap para verificar qual é o melhor para cada caso.

Número de pontos necessários para as transformações: 3 para afim (Transformation – Affine), 4 para projetiva (Transformation – Projective) 2 para similaridade (Transformation – Similarity), 1 para folha de borracha (Rubbersheet), 1 para ajuste de arestas (Edge Snap).

Ponto a ajustar

Ponto de controle



– Shapefiles

• Ajustar Espacialmente New Displacement Link Tool

Clique no ponto a ser ajustado

Mova para o ponto de controle usando camada de referência

Clique no ponto de controle



– Shapefiles


Magnifier

Use a lente de aumento (Magnifier) para ter precisão na escolha de pontos de controle

Mova a janela da lente de aumento pelo mapa e adicione os pontos de controle com precisão



– Shapefiles


Adjustment Preview

Adjustment Preview pré-visualiza o ajuste dos dados espaciais de acordo com os pontos de controle adicionados

Adjust

O item de menu Adjust só é habilitado quando há pontos de controle suficientes para realização do ajuste.



– Shapefiles

• Ajustar Espacialmente New Displacement Link Tool

Continue a criação de pontos de controle até o ajuste se conformar às feições de referência



– Shapefiles


Verifique se os pontos de controle adicionados proporcionam um bom ajuste

Adjustment Preview

Diferença visual ainda muito grande?

Pontos muito distantes podem ser excluídos e refeitos

Pode-se mudar a transformação



– Shapefiles

• Ajustar Espacialmente View Link Table

Residual maior: excluir ligação (Delete Link) ou mudar método de ajuste (Adjustment Method) para tentar reduzir a Raiz do Erro Médio Quadrático.

Delete Link Raiz do Erro Médio Quadrático



– Shapefiles


Se as feições estiverem ajustadas, os links entre pontos ajustados e pontos de controle podem ser salvos em um arquivo texto clicando em Save Links File.

Save Links File...



– Shapefiles

• Ajustar Espacialmente Se as feições ainda não estiverem bem ajustadas, desfaça usando Undo, e modifique os links.

Adjust

Finalmente clique em Adjust para ajustar as feições às novas posições.



– Shapefiles


Clique ‘Sim’ para salvar alterações feitas

Stop Editing para finalizar sessão de edição


• Dados Vetoriais Tipos de Arquivos

Arquivo shapefile (POLYGON)

Arquivo de texto delimitado

Arquivo de planilha Excel 2007

Arquivo shapefile (POLYLINE)

Arquivo de banco de dados Access

Arquivo shapefile (POINT)

Arquivo DGN/CAD


• Dados Raster Tipos de Arquivos

Arquivo Grid

Arquivo TIFF/GeoTIFF


• Dados Raster

Geometria

Atributos tabulares

ES

Vitoria.jpg

Vitoria.jgw

ASTER_GDEM.tif

DEM

Flowdir.tif

Flowdir.tfw

World file

GeoTIFF

Grid

JPEG

TIFF Solo_msk.bil

Solo_msk.blw

Foto.jpg

Foto.jgwx

Foto.jpg.aux.xml

BIL, BIP, BSQ

Landsat543.img

Landsat543.hdr

ENVI Header

Recomendado: TIFF Outros formatos: consultar Manual do ArcMap


• Dados Raster Formatos

ARC Digitized Raster Graphics (ADRG) ASCII Grid [.asc] Imagens bitmap do Windows (BMP) [.bmp] Imagens multibanda (BSQ, BIL and BIP) e de banda única [.bsq, .bil, .bip] ERDAS [.lan, .raw, .gis] ER Mapper [.ers] ESRI Grid datasets IMAGINE [.img] IMPELL Bitmaps [.rlc] SRTM [.hgt] JPEG [.jpg] MrSID [.sid] National Image Transfer Format (NITF) Sun rasterfiles [.rs, .ras and .sun] Tag Image File Format (TIFF) [.tiff, .tif, .tff] TIFF/LZW


• Dados Raster

- Rasters são criados usando a extensão Spatial Analyst



– Rasters

• Georreferenciar


• Projetar Raster

• Exportar

ES

Vitoria.jpg

Vitoria.jgw

ASTER_GDEM.tif

DEM

Flowdir.tif

Flowdir.tfw

World file

GeoTIFF

Grid

JPEG

TIFF



– Rasters

• Georreferenciar Barra Georeferencing

Liga pontos de controle a pixels da imagem, posicionando o raster geograficamente. Uso: Dados não georreferenciados Conteúdo do arquivo não é alterado. Georreferenciamento é armazendo em um World file

Camada de imagem



– Rasters

• Georreferenciar

Fit To Display

Camada de imagem

Ajusta a imagem ao posicionamento geográfico da tela atual Uso: Área de cobertura da imagem é encaixada na tela atual



– Rasters

• Georreferenciar

Imagem ajustada à tela

Ainda é necessário refinar o ajuste da imagem usando pontos de controle

É útil retirar o preenchimento dos polígonos ou definir transparência para as camadas para facilitar o georreferenciamento



– Rasters

• Georreferenciar

Fill color = No Color

Espessura do contorno = 2



– Rasters

• Georreferenciar Add Control Points

Clique no pixel a ser georreferenciado

Mova para o ponto de controle na camada de feições de referência

Clique no ponto de controle



– Rasters

• Georreferenciar

Update Display

Marque Auto Adjust para fazer ajustar automaticamente ao ponto de controle ao clicar

Auto Adjust



– Rasters


Continue a criação de pontos de controle até imagem se conformar às feições de referência



– Rasters


As diferenças entre pixels e pontos de controle vão aumentando a medida que vão sendo criados



– Rasters


Linha azul entre marcações verdes e vermelhas mostra a diferença entre a imagem ajustada e o ponto de controle na camada de feições

Pontos muito distantes são candidatos à exclusão



– Rasters


Diferença visual ainda muito grande?

Pontos muito distantes podem ser excluídos e refeitos

Pode-se mudar a transformação



– Rasters

• Georreferenciar View Link Table

Residual maior: excluir ligação (Delete Link) ou mudar transformação (Transformation) para tentar reduzir a Raiz do Erro Médio Quadrático.

Delete Link Transformation (depende da quantidade de pontos criados)

Raiz do Erro Médio Quadrático



– Rasters

• Georreferenciar

Transformation

Consultar o manual do ArcMap para verificar qual é a melhor para cada caso.

Número de pontos necessários para as transformações: 1 para deslocamento de zero-ordem (zero-order shift), 3 para ajuste (adjust) 3 para afim de primeira ordem (first order affine), 4 para projetiva (projective) 6 para segunda ordem (second order), 10 para terceira ordem (third order). 10 para spline



– Rasters

• Georreferenciar

Se a imagem estiver ajustada, os links entre pixels e pontos de controle podem ser salvos em um arquivo texto clicando em Save.

Save



– Rasters

• Georreferenciar

Update Georeferencing

Grava world files com informações de georreferenciamento da imagem

0,2507130306003888 0,00013019467869392954 -0,00049255577127687395 -0,24885325859826271 363690,93504377024 7753150,5022028815

ES

foto_aerea.jpg

foto_aerea.jgwx World file

JPEG

foto_aerea.jpg.aux.xml

Dimensão da célula em x Termo de rotação Termo de rotação Dimensão negativa da célula em y Coordenadas x,y da célula do canto superior esquerdo



– Rasters

• Georreferenciar

Se a transformação não pode ser expressa como world file, o comando Update Georeferencing grava a transformação em um arquivo .aux.xml (e.g. image.jpg.aux.xml) e também grava uma transformação afim aproximada em um arquivo texto ou world file com um x no final da extensão (e.g. image.jgwx).

Arquivo Raster World files

image.tif image.tfw, ou image.tifw

image.bil image.blw ou image.bilw

image.jpg image.jgw ou image.jpgw

image.raster image.rasterw

image.bt image.btw



– Rasters

• Georreferenciar

Rectify...

Salva imagem georreferenciada em outro arquivo raster

Tamanho da célula (e.g. 0,25 m)

NoData: Valor a atribuir às células sem dados (e.g. 256)

Tipo de reamostragem: -Vizinho mais próximo (dados discretos), -Interpolação Bilinear e Cúbica (dados contínuos)

Pasta de saída

Arquivo raster de saída

Tipo de raster: TIFF, BMP, ENVI, BIL, BIP, BSQ, GIF, GRID, IMAGINE, JP2, JPG, PNG

Compressão (opções)



– Rasters

• Georreferenciar

ArcToolbox →Data Management Tools → Projections and Transformations → Raster → Register Raster

Liga pontos de controle a pixels da imagem, posicionando o raster geograficamente. Ligações de pontos de controle e pixels já foram previamente salvas em arquivo texto. Uso: Dados não georreferenciados Conteúdo do arquivo não é alterado. Georreferenciamento é armazendo em um World file



– Rasters

• Georreferenciar Arquivo raster

Modo de registro: -REGISTER -RESET -CREATE LINKS Arquivo texto com

pontos de controle

Tipo de transformação: -POLYORDER0 -POLYORDER1 -POLYORDER2 -PROJECTIVE -SPLINE -ADJUST



– Rasters


ArcToolbox →Data Management Tools → Projections and Transformations → Define Projection

Define o sistema de coordenadas de um arquivo que possui sistemas de coordenadas não definido <Undefined> ou redefine o sistema de coordenadas de um arquivo. Uso: Dados sem informação de referência espacial Conteúdo do arquivo não é alterado.



– Rasters


Escolher o sistema de coordenadas a ser definido para o arquivo de dados



– Rasters

• Projetar Raster

ArcToolbox →Data Management Tools → Projections and Transformations → Raster → Project Raster

Converte um arquivo raster que possui sistemas de coordenadas definido para um outro sistema de coordenadas. Uso: Dados em diferentes elipsoides ou projeções Conteúdo do arquivo é alterado.



– Rasters

• Projetar Raster

Escolher o sistema de coordenadas para o qual o arquivo de dados será convertido

Escolher o nome do arquivo de dados saída

Eventualmente, escolher a transformação de datum a ser executada em caso de mudança de elipsoides (pode-se ter várias)

Eventualmente, reamostrar Dados discretos: NEAREST, MAJORITY Dados contínuos: BILINEAR, CUBIC Tamanho da célula: definir



– Raster

• Exportar

Escolher salvar o raster no mesmo sistema de coordenadas da estrutura de dados

O raster deve estar no mesmo elipsoide, ou <Unknown> para essa operação funcionar corretamente.

Escolher tipo de arquivo

Eventualmente, escolher reamostrar


• Sistemas de coordenadas e projeções • Problemas

– Dados não georreferenciados » Encontrar base cartográfica georreferenciada do mesmo local com possíveis

pontos de controle » Ajustar Espacialmente ou Georreferenciar

– Dados sem informação de referência espacial » Verificar coordenadas no canto inferior direito » Se souber qual país, estado ou cidade, pesquisar referências » Definir projeção

– Dados em diferentes elipsoides ou projeções » Reprojetar (se necessário) para coordenadas geográficas no mesmo sistema

dos dados » Reprojetar para coordenadas geográficas em WGS-1984 » Reprojetar para coordenadas geográficas no sistema de referência a ser

usado » Reprojetar (se necessário) para coordenadas projetadas no sistema de

referência a ser usado

aula 04

Software