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 MilhasUTM 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

– 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
• 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
– Propriedades
» Sistema de Coordenadas
Não configurado

– Projetos
– Propriedades
Sistemas de Coordenadas Geográficas
Organizados por continentes ou regiões
Sistemas de Coordenadas Projetadas
Organizados por categorias

– Projetos
– Propriedades
Projected Coordinate Systems
→UTM
→South America
→South American 1969 (96) UTM Zone 24 S
Se for usar muitas vezes,
Adicionar aos favoritos
Aplicar

– Projetos
– Propriedades
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
– Propriedades
» 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
• 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
→ 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
a ser definido para o arquivo de
dados

– Shapefiles
• Projetar
ArcToolbox
→ 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
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
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
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
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.jgwxWorld 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
→ 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
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
→ 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

– Rasters
a ser definido para o arquivo de
dados

– Rasters
• Projetar Raster
ArcToolbox
→ 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

– Rasters
• Projetar Raster
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

• 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

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