Aula 1 – Parte II O PROBLEMA DA REPRESENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO ESPAÇO Flávia F. Feitosa...
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Aula 1 – Parte II
O PROBLEMA DA REPRESENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO ESPAÇO
Flávia F. Feitosa
Disciplina BH1408 – Cartografia e Geoprocessamento para o Planejamento Territorial
Fevereiro de 2015
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Geoprocessamento & SIGEvolução a partir da convergência entre diferentes disciplinas que
têm a localização geográfica como uma questão importante a ser observada em seus estudos.
TECNOLOGIA FRONTEIRIÇAEspaço (computacionalmente
representado) como linguagem comum
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Como representar o espaço geográfico no computador?
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REPRESENTAÇÃO = VISÃO REDUZIDA
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NOSSO DESAFIOEscolher representações computacionais
mais adequadas para capturar a semântica de nosso domínio de aplicação
O mundo pode ser modelado de muitas formas diferentes !
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Como a realidade geográfica pode ser
modelada/abstraída/simplificada
em SIG?
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Níveis de abstração Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos Conceitual: campos contínuos e objetos discretos Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores Implementação: código em linguagem de computador
UniversoMundo Real
UniversoConceitual
UniversoRepresentação
UniversoImplementação
Processo de Representação Computacional
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O Que Representar? Aproximações de entidades realmente
existentes (visíveis). Exemplos: edificações, ruas
Conceitos abstratos (invisíveis): exclusão/inclusão social, violência, pobreza/riqueza, desigualdade
MUNDO REAL
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Níveis de abstração Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos Conceitual: campos contínuos e objetos discretos Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores Implementação: código em linguagem de computador
UniversoMundo Real
UniversoConceitual
UniversoRepresentação
UniversoImplementação
Processo de Representação Computacional
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Objetos vs. Campos (Worboys,
1995)
Objetos Discretos: espaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis
Campos Contínuos: espaço geográfico como uma superfície contínua
UNIVERSO CONCEITUAL
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Objetos DiscretosEspaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis, com limites bem definidos
Fonte: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/05.059/479
Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) dos Municípios do Estado de
São Paulo
Cadastro Urbano: Lotes
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Objetos DiscretosAdequados para a representação de muitos fenômenos.
Mas seriam apropriados para representar propriedades do solo
ou relevo de uma região?
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Campos Contínuosgeo-campos, superfícies, distribuições, fields, coverage
Espaço geográfico como uma superfície contínua, sobre a qual variam os fenômenos observados.
Para cada ponto da região, temos um valor distinto.
ALTITUDE
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Marcelo Nery (2006). Gestão Urbana: Sistemas de Informação Geográfica e o Estudo da Criminalidade no Município de São Paulo
Homicídios dolosos, segundo local de
ocorrência do crime.
Fonte: SSP (2002).
PONTOS (Eventos)
SUPERFÍCIE POLÍGONOS (Taxa por setor censitário)
Campos ou Objetos? Criminalidade em São Paulo
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Níveis de abstração Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos Conceitual: campos contínuos e objetos discretos
São apenas conceitualizações, não lidam ainda com as limitações dos computadores
Para reduzir os fenômenos geográficos a formas que podem ser implementadas em computadores Universo Representação
UniversoMundo Real
UniversoConceitual
UniversoRepresentação
UniversoImplementação
Processo de Representação Computacional
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Níveis de abstração Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos Conceitual: campos contínuos e objetos discretos Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores
UniversoMundo Real
UniversoConceitual
UniversoRepresentação
UniversoImplementação
Processo de Representação Computacional
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Vetorial & MatricialElementos representados de forma mais precisaPontoLinhaPolígono
Espaço subdividido em células (ou pixels)
UNIVERSO REPRESENTAÇÃO
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http://gis.sbcounty.gov/images/elevation_map.jpg
UNIVERSO REPRESENTAÇÃO
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Objetos Discretos Vetor ???
Campos Contínuos Matriz/Raster ???
UNIVERSO REPRESENTAÇÃO
NEM SEMPRE!
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Espaço subdividido em células (ou pixels) Células são os elementos de uma matriz sobre a qual se
constrói a feição a ser representada Cada célula: um ou mais valores Área que cada célula representa: Resolução Espacial Mapa esquerdo com resolução 4X menor
Representação Matricial (Raster)
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célula
Extensão
Resolução
Fonte: Mohamed Yagoub
Estrutura de uma Matriz
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Fonte: Mohamed Yagoub
Célula
Qualidades (temático): “Alto, baixo”, tipo de solo
Quantidades (numérico): altitude, declividade
Estrutura de uma Matriz
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IMAGEM Elemento de
imagem (“pixel”) proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida por área da superfície terrestre
Representação Matricial (Raster)
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Representação Matricial
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Conversão Vetorial Matricial
Fonte: Mohamed Yagoub
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Fonte: Mohamed Yagoub
Representação Matricial
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A GA
A A G
A A G
A GG
A A G
A G G
A GB
A B G
B B G
Água domina Maioria Bordas
Fonte: Mohamed Yagoub
O Problema da Mistura das Células
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Forma mais precisa de representar feições geográficas Entidades representadas através de três formas básicas: ponto,
linha ou polígono
Representação Vetorial
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Estruturas de Dados vetoriais
Polígono: começa e termina num mesmo nó
Arcos e Nós
Linha: começa em um nó e termina em outro nó
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Pontos Pontos Cotados
Ilha(tipo especial de
polígono)
Estruturas de Dados vetoriais
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Vetores + TabelasAssociação entre Geometria (localização) & Atributos
Fonte: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/05.0
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Topologia
Conceito de Topologia Propriedades de um conjunto de dados
espaciais que são invariantes a translação, rotação e escala
Método através do qual se determinam as relações espaciais em modelos de dados vetoriais
Propriedades Vizinhança (“do lado de”) Pertinência (“dentro de”) Conexao (“ligado a”)
Representação Vetorial
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Polígonos sem topologia ou polígonos fechados
SPAGUETTI
Polígonos com topologia arco-nó-polígono
TOPOLÓGICA
Rede com topologia arco-nó
Estruturas Vetoriais - Topologia
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Rede Contém objetos com topologia arco-nó Grafo que armazena informações sobre recursos que fluem entre
localizações geográficas distintas
![Page 35: Aula 1 – Parte II O PROBLEMA DA REPRESENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO ESPAÇO Flávia F. Feitosa Disciplina BH1408 – Cartografia e Geoprocessamento para o Planejamento.](https://reader038.fdocumentos.tips/reader038/viewer/2022102612/570638711a28abb823907ca6/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Aula 1 – Parte II O PROBLEMA DA REPRESENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO ESPAÇO Flávia F. Feitosa Disciplina BH1408 – Cartografia e Geoprocessamento para o Planejamento.](https://reader038.fdocumentos.tips/reader038/viewer/2022102612/570638711a28abb823907ca6/html5/thumbnails/36.jpg)
Vetorial Preserva relacionamentos topológicos Preferida quando necessitamos de precisão
(ex. cadastro urbano e rural)
Matricial Representa melhor fenômenos com
variação contínua no espaço (ex. Elevação, temperatura, densidade populacional)
Facilidade na superposição de planos de informação (álgebra de mapas)
Vetorial & Matricial
UNIVERSO REPRESENTAÇÃO
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UNIVERSO REPRESENTAÇÃORepresentação Matricial
Superposição de Planos de Informação
![Page 38: Aula 1 – Parte II O PROBLEMA DA REPRESENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO ESPAÇO Flávia F. Feitosa Disciplina BH1408 – Cartografia e Geoprocessamento para o Planejamento.](https://reader038.fdocumentos.tips/reader038/viewer/2022102612/570638711a28abb823907ca6/html5/thumbnails/38.jpg)
TIPOS DE DADOSRepresentações Vetoriais e Matriciais
IMAGENS DADOS TEMÁTICOS DADOS CADASTRAIS REDES MODELO NUMÉRICO
DE TERRENO
http://gis.sbcounty.gov/images/elevation_map.jpg
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IMAGEMRepresentação matricial (raster)
Laser Scanner: “scanners” aerotransportados (Altimetria)
Fotografia aérea ortorretificada
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DADOS TEMÁTICOSDescrevem a distribuição de
uma grandeza geográfica, expressa de forma qualitativa.
Representação matricial ou vetorial
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DADOS CADASTRAISCada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias
representações gráficas
Fonte: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/05.0
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Atributos
1. Nominal: nomes, rótulos, categorias (tipos de solo, nomes de município, etc.)
2. Ordinal: podem ser “ordenados” (pouco/médio/muito)
3. Numérico: Escalar ou Razão
DADOS CADASTRAIS
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REDE
![Page 44: Aula 1 – Parte II O PROBLEMA DA REPRESENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO ESPAÇO Flávia F. Feitosa Disciplina BH1408 – Cartografia e Geoprocessamento para o Planejamento.](https://reader038.fdocumentos.tips/reader038/viewer/2022102612/570638711a28abb823907ca6/html5/thumbnails/44.jpg)
REDE
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Variação espacial quantitativaSão utilizadas para representar
uma grandeza que varia continuamente no espaço - altimetria, precipitação, propriedades do solo ou subsolo (como aeromagnetismo).
MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO
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PRÓXIMA AULA: PRÁTICA!!!