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Geoprocessamento
automático
Modelos digitais
de terreno
Deteção remota
Análise espacial
WebSIG
Análise de imagem
Cartografia geológica
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA APLICADOS
Departamento de Geologia
Técnicas de Geo-processamento Automático
O que é um modelo
Aplicações dos modelos
Modelos e Sistemas de Informação Geográfica
Algebra de Mapas e Modelação Cartográfica
Geoprocessamento
Interface, ferramentas e processos da aplicação
ModelBuilder
Helena Gomes
O que é um modelo?
Concetuais
Gráficos
Matemáticos
Representação simplificada da realidade
Tentativa de estabelecer ou enquadrar os principais elementos do fenómeno /
sistema de interesse
Concetualização de um sistema complexo onde consideramos as diversas variáveis
ou entidades de um sistema e os processos que nele ocorrem
Divisão em vários pequenos sistemas mais simples de estudar, que serão
analisados não só isoladamente, mas também na maneira como interagem e
se inter-relacionam
Modelação matemática
Programação imperativa
Equações diferenciais
Programação OO
Teoria dos jogos
Algoritmos genéticos
Análise probabilística
Regressão
Modelos de Markov
Redes neuronais
Análise custo-benefício
Análise de redes
Modelação
Examinar os parâmetros chave, as variáveis, as relações, os
processos, as estruturas e as escalas envolvidas nos
sistemas
Ajuda a melhorar o conhecimento do funcionamento dos
sistemas
Permite extrapolar (prever o futuro ou o passado a partir de
observações actuais) e interpolar (prever dados onde não
há medições)
Permite-nos inferir informação sobre propriedades não
mensuráveis ou não medidas através do uso de variáveis
relacionadas
Modelação
All models are wrong; Some are useful
We invariably remove some reality when going from
the real world to the abstraction
A hammer is a fine tool, but it is not very good for
washing windows.
Joseph Sussman, course materials for ESD.04J Frameworks and Models in
Engineering Systems, Spring 2007. MIT OpenCourseWare
Modelação – desenvolvimento de modelos
Definir o problema
Desenvolver e
representar hipóteses
Processo contínuo e interactivo
Retroacção negativa ou feedback
Testar hipóteses
Conceber e testar
soluções
Disponibilizar
conhecimento
Modelos e SIG
“Qualquer Sistema de Informação Geográfica (SIG) consiste
numa representação simplificada e computadorizada da
complexidade do mundo real. Esta simplificação é
designada por Modelo” (Heywood, Cornelius & Carver,
2002)
A implementação de um modelo implica, muitas vezes a
sua associação com um SIG
Diferentes formas de associação/integração
Modelos vetorial e matricial
Processamento de dados matriciais
Células regulares que representam o espaço geográfico contínuo
Apenas uma característica é representada numa célula
Organização em matriz que deve estar registada espacial e
geograficamente
Dados originados por detecção remota
Aplicações: gestão de recursos naturais, análise de habitats,
modelação hidrológica, análise e inventário de recursos,
como floresta, agricultura, zonas húmidas
Álgebra de mapas
Dana Tomlin desenvolveu o conceito de modelação
cartográfica ou álgebra de mapas na sequência do
desenvolvimento de uma aplicação SIG matricial
(Map Analysis Package – 1983)
A álgebra de mapas é uma linguagem utilizada para análise
espacial cartográfica utilizando o modelo matricial
Metodologia que considera os mapas e os componentes dos
mapas como parte de equações algébricas
Álgebra de mapas
Utiliza uma linguagem natural que procura ser uma extensão
lógica do uso de métodos algébricos como elementos de
análise espacial, que fornecem uma abordagem estruturada
ao processo de concepção do SIG
Cada operação espacial é um verbo que actua em sujeitos
(temas) para criar novos temas
Cada um desses tipos de funções pode ainda ser combinado
com um determinado tipo de operadores (condicionais,
aritméticos, lógicos, combinatórios)
Álgebra de mapas
Álgebra de mapas
http://www.innovativegis.com/basis/mapanalysis/topic22/topic
22.htm
Álgebra de mapas – operadores lógicos e aritméticos
Operações aritméticas em 2 ou mais matrizes de igual dimensão
Se [A] for o tema 1, [B] o tema 2, e [O] o tema criada por sobreposição, é
possível realizar um conjunto alargado de operações aritméticas:
[O] = [A] + [B]
[O] = ([A] + [B]) /2
[O] = [A] – [B]
[O] = [A]*[B]
[O] = [A]/[B]
Geoprocessamento
Realização de operações que permitem a modificação e
análise de informação geográfica
Sistemas de informação
Esquema básico
Dados
(Geo)
Processamento
Informação
Geoprocessamento
realização de operações que permitem a modificação e
análise de informação
geográfica
CAD
GDB
Conversão
Projecções
Base de
Dados
Análise
Espacial
Gestão dos
Dados
Geoprocessamento
Geoprocessing is a language consisting of operators, or tools, that operate on
the data within ArcGIS (tables, feature classes, rasters, TINs), and perform
tasks that are necessary for manipulating and analyzing geographic
information across a wide range of disciplines.
Coverage
Geodatabase
Tables
Shapefile
Layer file
CAD
Behavior
Raster
Geoprocessing
Geoprocessamento
Integra as três componentes essenciais de um SIG
Processamento de
Dados
Armazenamento e
integridade dos
dados
Visualização, Análise
Espacial, Exploração e
Edição
Geoprocessamento
Operações de processamento de dados georeferenciados, em
ambiente SIG
Envolve a criação de informação a partir de dados existentes
Fornece-nos as ferramentas necessárias para realizar a análise,
conversão e gestão de dados
Exemplos: converter dados de um shapefile para feature classes
de uma geodatabase, criar um buffer
ArcToolbox: acesso a modelos, ferramentas e scripts
Geoprocessamento
Geoprocessamento
Toolbox
Toolbox: Caixa de
ferramentas
Toolset: Conjunto de
ferramentas relacionadas
Tool: Operação única de
geoprocessamento (inclui
caixas de diálogo,
modelos e scripts e
ferramentas
especializadas)
Toolset
Tools
Geoprocessamento
3D Analyst – 91
Analysis Tools – 19
Cartography Tools – 43
Conversion Tools – 46
Data management tools – 246
Geocoding Tools – 7
Geostatistical Analysis Tools – 23
Linear Referencing tools – 7
Spatial Analyst tools – 180
Spatial Statistics tools – 25
Criar próprias “Toolboxes” e “Tools”
Funções
Script
Modelo
Geoprocessamento
Geoprocessamento
Geoprocessamento automático
•Analista
Resolve um problema em SIG, faz análises SIG
•Programador
Desenvolve ferramentas
Geoprocessamento automático
GeoFCUL
Geoprocessamento automático
Interface gráfica para a conceção e implementação de
modelos de geoprocessamento
(Diagramas de fluxo)
Permite automatizar o trabalho e construir métodos de
trabalho bem definidos e reprodutíveis
Modelar processos geográficos importantes
Permite partilhar facilmente os modelos criados e
apresentar os modelos graficamente
Geoprocessamento automático
Cada processo é constituído por dados de entrada, funções
e dados de saída, possibilitando:
A construção e representação de um modelo espacial sob a
forma de diagrama
A construção de modelos através de “wizards” de processos
Importar e exportar comandos na interface do ModelBuilder
para transferir um modelo na sua totalidade ou parte para
um outro modelo
O armazenamento em disco do modelo completo
Geoprocessamento automático – Model builder
Geoprocessamento automático – Model builder
Geoprocessamento automático – Model builder
Geoprocessamento automático – Model builder
Geoprocessamento automático – Model builder
Abordagem visual e apelativa - permite programar
intuitivamente modelos geográficos
Simular comportamentos reais nos dados SIG
Permite-nos gerir e automatizar o processo de
trabalho, nomeadamente processos de rotina e
publicar os modelos como ferramentas autónomas
(por exemplo disponibilizadas na Web, dirigidas ao
utilizador)
Geoprocessamento automático – Model builder
Podemos facilmente adicionar novos processos
ao modelo, apagar processos existentes ou
alterar as relações, pressupostos ou valores dos
parâmetros, substituir os dados iniciais e correr o
modelo com outros dados, considerar cenários
alternativos em que os inputs são priorizados de
forma diferente
Estas alterações são dinâmicas – exploração
interativa dos resultados
Geoprocessamento automático – Model builder
Demonstração
Geoprocessamento automático – Model builder
Não está pronto
para correr
Está pronto
para correr
O modelo já
correu
Geoprocessamento automático – Model builder
Geoprocessamento automático – Model builder
3 formas diferentes de correr o modelo:
Apenas um processo
Correr os processos “ready-to-run”
Correr todos os processos
Geoprocessamento automático – Model builder
Geoprocessamento automático – Model builder
Os modelos não são estáticos e muitas vezes temos
necessidade de alterar um modelo já definido,
mudar os valores dos parâmetros ou realizar uma
análise que nos permita obter informação adicional
• Adicionar ou remover dados e ferramentas
• Adicionar funcionalidades a modelos existentes
• Alterar valores dos parâmetros
Geoprocessamento automático – Model builder
Variável – entidade cujos valores se alteram
livremente no funcionamento do sistema
Permite partilhar valores entre processos
Input do utilizador
Geoprocessamento automático – Model builder
Parâmetro – valor fornecido a uma ferramenta
para poder correr o modelo. Exemplo: o valor
necessário para seleccionar os dados que nos
interessam
Input do utilizador
Permite que a ferramenta fique independente dos
dados
Geoprocessamento automático – Model builder
Dados que resultam do
processamento e servirão de
input para outro processo, mas
que não são os resultados finais
Dados temporários
ModelBuider mantém os dados
intermédios no disco – podem
posteriormente ser apagados
Geoprocessamento automático – Model builder
Boa Prática
Verificação dos valores dos parâmetros, se os
dados estão no mesmo local (drive ou pasta), se
as ferramentas ainda estão disponíveis e são
válidas
Necessidade de reparar/editar o modelo
Geoprocessamento automático – Model Builder
Vantagem do ModelBuilder
Auxiliar de memória – quando voltamos a
trabalhar num projecto antigo, convém termos
documentado o raciocínio seguido
Comunicar com outras pessoas
Validar o nosso trabalho
Geoprocessamento automático – Model Builder
2 tipos de etiquetas
Stand-alone – exemplo:
título do modelo
Associados aos
elementos do modelo
(dados, ferramentas ou
connectors)
Geoprocessamento automático – Model Builder
Disponibiliza informação
sobre o modelo, as
variáveis e processos, a
última vez que foi
utilizado, que dados
foram usados, que
ferramentas, eventuais
mensagens de erro e
tempos de
processamento
Geoprocessamento automático – Model Builder
Balão de informação – descreve os processos
executados com sucesso
Relógio – indica os tempos em que se iniciou ou
terminou o processo
Aviso amarelo – possíveis erros, normalmente
relativos a valores de parâmetros em falta ou
ficheiros de output já existentes
Aviso vermelho – Erro, não foi possível correr o
processo
Geoprocessamento automático – Model Builder
Pode ser gravado como uma ferramenta numa toolbox
(*.tbx)
A localização por defeito dos ficheiros tbx é a seguinte:
Drive:\Documents and Settings\<user>\Application
Data\ESRI\ArcToolbox\My Toolboxes
Geoprocessamento automático – Model Builder
Geoprocessamento automático – Model Builder
Partilhar resultados: mapas, relatórios, dados finais
Partilhar procedimentos para melhorar a nossa análise crítica e feedback de outras pessoas
Partilhar ferramentas (scripts, modelos) para que outros
possam utilizá-los com os mesmos dados ou,
eventualmente, noutros projectos
Geoprocessamento automático – Model Builder
Checklist para partilha de ferramentas
Geoprocessamento automático – Model Builder
http://resources.arcgis.com/content/geoprocessing/10.0/about
Geoprocessamento automático – Model Builder
Exercício 1