Análises espaciais: Funções do SIG

1. Análises espaciais:Funções do SIG Profª Iana Alexandra Alves Rufino (iana_alex@uol.com.br)

2. Análises Espaciais: Funções do SIG Introdução Tipos de Mapas Principais Relações Topológicas Principais funções do SIG

3. Introdução • A utilização das funções de SIG requer uma metodologia adequada para permitir a otimização dos procedimentos • Uma metodologia adequada de utilização das funções disponíveis é determinante para a qualidade dos resultados

4. Tipos de mapas • Mapas observacionais: descrevem o mundo real com um mínimo de interpretação. Ex: imagens de satélite, mapas geológicos, imagens geofísicas, mapas geoquímicos, pedológicos, fotografias, entre outros. • Mapas analíticos: modelamentos numéricos via processamento digital de imagens. Ex: imagens em falsa cor, MNT, Mapas de declividade. • Mapas integrados: mapas cruzados e integrados através de modelos lógicos. Ex: simultaneidade booleana, possibilidade fuzzy e probabilidade bayesiana. • Mapas fundidos: mapas derivados de operações algébricas cumulativas, como adição, multiplicação e subtração.

5. Principais relações topológicas CONTINGÊNCIA E ADJACÊNCIA DIJUNÇÃO ADJACÊNCIA CONTINGÊNCIA INTERSEÇÃO CRUZAMENTO IGUALDADE A igualdade é a singularidade dos elementos de possuírem as mesmas relações geométricas. Ex: um polígono pode representar a declividade e outro polígono pode representar o uso e a ocupação do solo. A interseção representa o cruzamento de um elemento linear com um dos contornos de um determinado polígono. Ex: esta relação pode ser observada quando se estuda os limites municipais e a rede hídrica de uma determinada região. A contigênciacompreende as relações existentes entre os elementos contidos em outros elementos. Ex: certos mapas geológicos apresentam “ilhas” de determinadas litologias, como por exemplo, coberturas quaternárias repousando sobre litologias diversas. A disjunção é definida pelas relações matemática entre os elementos que não possuem limites comuns. Ex: manchas de solo num mapa pedológico. A adjacência é definida pela presenção de cadeias que separam os elementos. Ex: cartografia dos diversos tipos de vegetação de uma região, com continuidade entre os vários tipos. O cruzamento é um caso particular de interseção, no qual os elementos lineares cruzam pelo menos dois lados de um polígono. Ex: rede viária e os limites municipais.

6. Principais Funções do SIG Consulta Medida Reclassificação Análise de Proximidade Análise de Contiguidade Operações de superposição (overlay) Operações Algébricas Interpolação (MNT)

7. CONSULTA NO IDRISI CONSULTA NO ARCGIS 2 3 1 4 5 6 Cursor: 345000E, 7456000N Categoria 5 (vegetação arbustiva) Perímetro 345 m; área 53 m2 Principais Funções do SIG Consulta • Consiste em argüir o banco de dados, para que o sistema informe, com maior acurácia possível, as coordenadas geográficas de qualquer dado espacial, além do atributo a ele relacionado

8. Principais Funções do SIG Medida • A possibilidade de calcular os parâmetros mensuráveis dos objetos espaciais é considerada uma das capacidades analíticas de maior importância de um SIG pelas possibilidades de aplicação das mesmas; • Dentre as principais funções de medida podem ser citadas as operações de ponto em polígono, linha em polígono, medidas de comprimento, área e volume;

9. Principais Funções do SIG Reclassificação • Pode ser baseado em atributos temáticos ou nas propriedades topológicas (contingência, adjacência, interseção, etc.) dos objetos em uma determinada camada temática; • A reclassificação pode simplificar ou tornar mais complexa a informação; • Permite que diferentes usuários, utilizando-se de um mesmo banco de dados, produzam informações espacializadas de acordo com os respectivos interesses;

10. Principais Funções do SIG Reclassificação: exemplos

11. Principais Funções do SIG Reclassificação: exemplos

12. Principais Funções do SIG Reclassificação: exemplos

13. 2 3 1 4 5 6 MAPA COBERTURA VEGETAL 1 CULTURA AGRÍCOLA 2 FLORESTA DECÍDUA 3 SOLO EXPOSTO 4 CONÍFERAS 5 PASTP 6 REFLORESTAMENTO RECLASSIFICAÇÃO NO NO ARCGIS RECLASSIFICAÇÃO NO IDRISI Reclassificação: exemplos Ex: Reclassificação de um mapa de variação de cobertura vegetal que possui 6 classes em um novo mapa de preservação de florestas contendo 3 classes. 2 3 1 MAPA COBERTURA VEGETAL RECLASSIFICADO 1 CONÍFERAS 2 FLORESTA 3 REFLORESTAMENTO

14. Principais Funções do SIG Análise de Proximidade • Também conhecida como operação de buffer ou análise de corredores, consiste em gerar subdivisões geográficas bidimensionais na forma de faixas, cujos limites externos possuem um distância fixa x e cujos limites internos são formados pelos limites da expressão geográfica em exame. Ex: Se uma linha está definindo um rio, pode-se determinar faixas de cada lado do rio, em que a distância entre o limite exterior da faixa e o eixo do rio represente a área legal de preservação de mata ciliar.

15. ANÁLISE DE PROXIMIDADE SIMPLES ANÁLISE DE PROXIMIDADE MÚLTIPLA Principais Funções do SIG Análise de Proximidade:exemplos

16. Principais Funções do SIG Análise de Proximidade:exemplos

17. Principais Funções do SIG Análise de Proximidade:exemplos

18. Imagem raster bufferizada de residências Imagem raster de residências Principais Funções do SIG Análise de Proximidade: Buffer no Idrisi

19. Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade • A análise de contigüidade refere-se aos procedimentos matemáticos envolvendo o atributo de um determinado pixel e os atributos dos pixels imediatamente seus vizinhos • A geração de superfícies contínuas é muito útil no entendimento da distribuição dos dados espaciais

20. Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade • Para alcançar resultados válidos é indispensável que seja medida a autocorrelação espacial do conjunto de dados • Somente dados autocorrelacionáveis estarão sujeitos a passar por procedimentos matemáticos de geração de superfícies contínuas

21. Onde: xi, xj = valores dos dados espaciais nas respectivas linhas e colunas; Cij = corresponde ao total da conectividade binária; = Média dos valores dos dados espaciais. Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade Para a definição da autocorrelação dos dados , são utilizados, entre outros, dois índices, o ÍNDICE DE MORAN (IM) e o ÍNDICE DE GEARY (IG), que determinam o grau de ajuste necessário quando o fenômeno é modelado. O IM e o IG são expressos pelas seguintes fórmulas:

22. Principais Funções do SIG Análisede Contiguidade: IG • Os valores de IG tendem a se situar entre 0 (zero) e 2, mas não estão restritos a esta faixa • Valores próximos de zero indicam que os dados espaciais são semelhantes, portanto possuem boa autocorrelação • Valores próximos de 2 indicam que os valores não semelhantes tendem a se juntar • Valores próximos de 1 indicam um padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente uma superfície contínua não passará de um “lixo organizado”.

23. Principais Funções do SIG Análisede Contiguidade: IM • Os valores de IM tendem a se situar entre -1 e +1, mas não estão restritos a esta faixa • Valores próximos de +1 indicam que os dados espaciais são semelhantes, portanto possuem boa autocorrelação • Valores próximos de -1 indicam que os valores não semelhantes tendem a se juntar indicando um padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente uma superfície contínua não passará de um “lixo organizado”.

24. CONCEITO (dados) IG IM Semelhantes, regionalizados, limites suaves 0 < IG < 1 IM > 0 Independentes, não correlacionados, aleatórios IG = 1 IM < 0 Não semelhantes, contrastantes IG > 1 IM < 0 Principais Funções do SIG Análisede Contiguidade: síntese

25. Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay) • A superposição é uma das funções mais utilizadas em um SIG; • As principais operações de superposição são: imposição ou máscara, colagem, associação e sincronização

26. Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay)

27. Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay)

28. Principais Funções do SIG Overlay: IMPOSIÇÃO OU MÁSCARA A imposição é definida como a seleção de uma determinada área para ser analisada e observada em todos os PIs

29. Principais Funções do SIG Overlay: COLAGEM A colagem representa a imposição de regiões geográficas de um determinado mapa a outro mapa

30. Principais Funções do SIG Overlay: COMPARAÇÃO A comparação entre mapas permite identifcar áreas com os mesmos atributos e elas serão preservadas, desde que estejam ocupando a mesma região geográfica

31. Principais Funções do SIG Overlay: ASSOCIAÇÃO A associação corresponde à geração de áreas geo-referenciadas controladas por determinados argumentos

32. Principais Funções do SIG Overlay: SINCRONIZAÇÃO A sincronização corresponde à superposição de mapas, na qual cada interseção representa uma nova e independente categoria.

33. Principais Funções do SIG Overlay: LógicaBooleana

34. Principais Funções do SIG Overlay: LógicaBooleana Diagrama de Venn mostrando os resultados da aplicação de operadores de lógica booleana para dois ou mais conjuntos (Burrough & McDonnell, 1998).

35. Principais Funções do SIG OperaçõesAlgébricas • Este tipo de operação faz uso de uma constante (escalar) ou uma operação aritmética (adição, subtração, multiplicação, exponenciação, etc.); • O tema de saída contém novos valores de atributos resultantes do tipo de operação aritmética e do valor da constante utilizada.

36. Principais Funções do SIG OperaçõesAlgébricas Funções Escalares Exemplo de uma operação de multiplicação em um tema raster (Malczewski, 1999)

37. Pontos de amostragem (1 a 7) e de estimativa (x) numa área de estudo Principais Funções do SIG Interpolação Interpolar é predizer (ou estimar) o valor da variável em estudo num ponto nãoamostrado. Na figura a cruz representa o ponto que se pretende predizer o valor.

38. TIN_JP