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validação de dados geográficos espaciais em ambiente

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1. Figura 2 19 Representa o de grafos n o direcionados Fonte adaptado de Laurini 1990 Estrutura de Dados para Armazenar Pol gonos O relacionamento de vizinhan a entre entidades bidimensionais reas representado atrav s de estruturas de dados que armazenam informa es sobre pol gonos adjacentes A estrat gia mais utilizada baseada no armazenamento de atributos dos arcos acrescidos de dois apontadores extras referentes aos pol gonos localizados esquerda e direita do arco percorrido no sentido n origem n destino A Figura 2 20 mostra um exemplo de uma estrutura de dados simples que baseada em tr s tabelas A primeira cont m os atributos dos pol gonos a segunda os atributos dos arcos e a terceira cont m as coordenadas dos pontos que formam a geometria dos arcos Este m todo utilizado no sistema Arclnfo ESRI 1991 tem a desvantagem de n o possibilitar a representa o de entidades compostas 45 de mais de um pol gono como por exemplo um arquip lago que uma entidade que precisa ser representada como um conjunto de pol gonos Este tipo de estrutura possibilita a execu o de opera es de consulta de maneira bastante eficiente por n o necessitar realizar opera es com base nas coordenadas dos objetos Por exemplo todos os pol gonos adjacentes ao pol gono B podem ser encontrados a partir de consultas Tabela de Atributos dos Arcos Cada p
2. d e f Figura 2 14 Representa o de fei es geogr ficas no ambiente digital ponto a linha b e pol gono c Representa o de fei es de rea e situa es mais comuns reas disjuntas d reas sobrepostas e e as duas situa es ao mesmo tempo f Fonte adaptado de Burrough 1991 O mapa digital consiste em uma base de dados computacional finita e discreta tomando se necess rio converter a realidade geogr fica complexa em n mero finito de registros de acordo com um modelo de estrutura de dados Goodchild 1993 Quanto aos modelos de estrutura de dados os dois tipos b sicos equivalem representa o matricial ou raster e a representa o vetorial Figura 2 15 PS a b c Figura 2 15 Representa o de uma linha a em estrutura vetorial b e em estrutura raster c Fonte adaptado de Kraak amp Ormeling 1998 A representa o vetorial representa um conjunto georreferenciado de coordenadas que descrevem a localiza o do objeto no espa o geogr fico Ou seja um elemento nico e distinto pode ser representado por um conjunto de dados geom tricos em um mapa coordenadas e informa o topol gica e pelos seus atributos descritivos os quais s o informa es referentes s propriedades n o espaciais Esta representa o vetorial consiste ent o em uma cole o de segmentos de linhas que identificam os limites de pontos linhas e reas
3. Cartografia a ci ncia que tem por objetivo elaborar toda esp cie de cartas e plantas compreendendo o conjunto de opera es desde os levantamentos iniciais at a impress o final ONU 1949 12 J num sentido mais restrito a UNESCO estabelece a defini o apresentada abaixo Cartografia o conjunto de ci ncias t cnicas e artes que interv m a partir dos resultados de observa es diretas ou da an lise de documentos existentes tendo em vista a elabora o e a prepara o de mapas plantas e outras formas de representa o cartogr fica bem como a sua utiliza o UNESCO 1966 Ao analisar as duas defini es fica explicito o termo elaborar o que nos permite deduzir que a cartografia est intimamente ligada ao processo de cria o Neste caso o processo de cria o se faz por meio da representa o gr fica de informa es apresentadas por interm dio de um mapa ou planta termos tamb m encontrados nas defini es Entretanto se fosse necess rio resumir a defini o de cartografia somente em duas palavras poder se ia dizer que Cartografia comunica o e an lise Anderson 1982 Como comunica o concentra se mais sobre a carta cobrindo aspectos da maneira como foi feita e como pode ser lida e interpretada uma forma de comunica o especializada que d nfase em disponibilizar a informa o de forma visual Como an lise est ligada diretamente cart
4. pois sabem que o tra ado de algumas fei es sobre o mapa sofre algumas generaliza es para serem representadas O contorno de reas de florestas e o tra ado da linha de praia encontrado nos mapas podem servir como exemplos da qualidade de dado quando comparado com o tra ado de uma estrada O conhecimento da qualidade dos dados cr tico para realizar o julgamento dos tipos de aplica es para os quais eles s o apropriados Em an lises de dados em meio anal gico erro no desenho das fei es dos mapas podem ser facilmente corrigidos ou at mesmo desconsiderados mas em ambiente digital que trata os dados logicamente estes mesmos erros podem causar uma grande diferen a no resultado ou at mesmo impedir a execu o do processo de an lise A verifica o e corre o destes dados em ambiente digital requerem processamento extra que podem ser realizados por automa o de processos e ou manualmente por itera o com o operador do sistema O custo de verifica o dos dados diretamente proporcional ao grau de rigor estabelecido ou seja quanto mais rigoroso o procedimento de verifica o de qualidade maior o custo Este custo por sua vez abrange n o somente o resultado dos gastos da execu o do procedimento mas tamb m e principalmente os atrasos causados no processo de produ o devido execu o do procedimento e corre o dos erros A padroniza o dos procedimentos necess rios para verificar a qualidade bem co
5. 1 definitivamente contido em A 2 definitivamente n o contido em A 3 possivelmente contido em A 4 possivelmente n o contido em A 5 sobre a linha limite de A digitalizada em forma de vetor Estas situa es s o ilustradas na Figura 2 25 A situa o na qual o ponto pode ser considerado definitivamente contido em A refere posi o da rea delimitada dentro da faixa de incerteza possivelmente contido em A esta relacionada posi o do ponto que cai dentro da faixa de incerteza para dentro do pol gono Possivelmente n o contido em A relacionado a um ponto que cai dentro da faixa de incerteza mas fora do pol gono tecnicamente falando o ponto neste caso deveria ser considerado como se ca sse fora do pol gono mas ele poderia de certa forma estar dentro do pol gono verdadeiro se tivesse sido erroneamente digitalizado A condi o de um ponto estar exatamente posicionado sobre a linha digitalizada delimitadora do pol gono um caso raro por m pode ocorrer Este tipo de an lise minuciosa ajuda a visualizar e compreender melhor a natureza dos erros gerados no posicionamento de v rtices durante processo de vetoriza o Atualmente dentro do mbito da DSG uma linha formada por um vetor considerada posicionada corretamente se a mesma se encontra no meio da linha matricial gerada no processo de digitaliza o A obedi ncia deste procedimento na vetoriza o entretanto nem sempre pos
6. A maneira como os objetos ou fen menos do mundo real s o abstra dos como discretos ou cont nuos muito importante para subsequentes procedimentos de armazenamento e mapeamento Objetos discretos podem ter todos os seus lados definidos e as coordenadas destes limites podem ser constru das explicitamente Estes podem ent o representar a localiza o de objetos discern veis tais como casas rios etc ou reas predeterminadas limites de estados munic pios bairros etc As representa es cont nuas s o abstra es daqueles fen menos que s o considerados possuidores de uma mudan a gradual em valor Eles podem ser discern veis ou mensur veis tais como dados de precipita o ou dados do campo gravitacional terrestre ou ser baseado sobre modelos como isolinhas de um MDT Para posterior procedimento de visualiza o essencial que a natureza dos atributos de informa o estejam estabelecidos Estes atributos podem fazer referencias a 21 caracter sticas vis veis por exemplo rea alagada e caracter sticas invis veis por exemplo temperatura Na defini o dos valores para os atributos dos objetos por meio de medi o ou categoriza o chega se a natureza dos mesmos que pode ser qualitativa ou quantitativa informa o fundamental para a representa o final dos dados e if fT midia de saida mapa permanente mapa de monitor Modelo cartografico digital c sele o e
7. COLETA Cartografia a Sensoriamento Remoto fotogrametria z Topografia Conjunto PES Dados Alfanum ricos de t cnicas ARMAZENAMENTO relacionadas ao 77ed Daos TRATAMENTO E AN LISE tratamento da f Modelagem de Dados Gqoastatictica GIET Acitm rica L gica An liso de Redes espacial An liso Topol gica a Reciassifica o Ge MINERAIS Figura 2 12 Defini o t cnica de geoprocessamento Fonte site da revista Fator GIS 2005 33 Com o amadurecimento da tecnologia de geoprocessamento surgiram sistemas que por meio da implementa o e desenvolvimento de novas ferramentas se especializaram na manipula o de dados espaciais visando realiza o de an lises mais complexas ao integrar dados de diversas fontes por meio de bancos de dados geogr ficos Esses sistemas hoje bem conhecidos receberam a denomina o de SIG e s o amplamente empregados em trabalhos que exigem a manipula o de dados espaciais de natureza geogr fica Hoje o Geoprocessamento encontra se intimamente ligado ao SIG pois este ltimo engloba praticamente todas as tecnologias empregadas no estabelecimento do primeiro Embora os dois termos sejam tratados como sin nimos por muitos usu rios existe uma diferen a bem clara quando se adota a tica dos produtores de dados espaciais Para esses profissionais o geoprocessamento o conceito mais abrangente e representa qualquer tipo de processamento de dados
8. Sofware Figura 2 8 Os principais componentes de um SIG Fonte site da revista Fator GIS 2005 Para uma vis o mais espec fica dos componentes de um SIG pode se adotar a de Dent 1999 que menciona que um t pico sistema de informa es geogr ficas composto de banco de dados espaciais e de atributos para armazenar as informa es espaciais e alfanum ricas hardware e software para entrada de dados um sistema de an lise geogr fica e um sistema de visualiza o de mapa Componentes do Sistema de Informa o Geogr fica Hardware e Software Banco de dados Espacial gt An lise gt Visualiza o sp Banco de Dados de Atributos e A componente que consome mais Vetorial Dom nio Privado Dominio P blico tempo do SIG Pode envolver a Mapa base em ponto convers o de dados n o digitais linha ou pol gono ligados A habilidade de realizar Comunica o por ex mapas anal gicos e o a planilhas an lises geogr ficas a cartogr fica processamento de dados digitais a componente de defini o pr existentes para adeua o aos Matricial ae do SIG O processo de par metros do banco de dados SIG Imagens constitu das de an lise inclu a visualiza o um nico atributo cartogr fica Figura 2 9 Componentes de um sistema de informa es geogr ficas Fonte adaptado de Dent 1999 28 Dentro desta vis o os componentes de um SIG sugerem uma natureza do processo orientado da tecnologia F
9. o pois dependendo da escala da carta trabalhada tais inconsist ncias podem n o ser vis veis a olho nu Portanto ap s esta revis o e corre es uma revis o executada realizada Tamb m cabe ressaltar que em fun o do peso da folha a ser trabalhada quantidade de detalhes existentes outras impress es e novas revis es poder o ser necess rias Corre o A corre o consiste em eliminar os erros apontados na fase de revis o Se a folha n o contiver muitos erros a segunda revis o j poder ser feita em tela 3 2 7 7 V nculo com o banco de dados Ap s acontecerem as revis es em impress es e feitas as corre es necess rias os arquivos est o prontos para receberem a finaliza o da valida o e a estrutura o no banco de dados Para realizar a liga o dos elementos gr ficos com o BD s o utilizadas rotinas tipo bat que s o operadas a partir do prompt do MS DOS Vinculo de elementos lineares e pontuais feito em todas as categorias utilizando se a rotina tipo bat denominada FLINHAC A descri o da rotina dada a seguir FLINHAC Esta rotina realiza automaticamente o processo de vincular elementos lineares e pontuais com o Banco de Dados cria o do MS Link A interface gr fica da rotina ilustrada na Figura 3 13 161 Vinculo de elementos de rea feito em todas as categorias exceto na categoria pontos de refer ncia com a utiliza o da rotina tipo bat denominada FSHAPED
10. que levar o as fei es para o formato vetorial Para que se tenha uma vetoriza o dentro da precis o exigida torna se imprescind vel que esta fase seja feita com o m ximo rigor pois esta parte do processo uma das principais fontes de erro relativas ao posicionamento das fei es espaciais da carta As precis es adotadas para o georreferenciamento levam em conta a aplica o do conceito de erro gr fico permitido o qual estabelece que o erro natural cometido na observa o de uma coordenada numa carta da ordem de 0 2 mm na escala da mesma O manual de Vetoriza o da DSG leva em considera o estas precis es e estabelece que o erro m ximo permitido deve ser de metade do valor do erro gr fico Para o caso das escalas do mapeamento sistem tico pode se ent o encontrar as seguintes precis es Tabela 2 5 Erro gr fico m Erro M ximo Permitido Escala m 1 250 000 50 00 25 00 1 100 000 20 00 10 00 1 50 000 10 00 5 00 1 25 000 5 00 2 50 Tabela 2 5 Precis es estabelecidas para o georreferenciamento de cartas nas escalas do mapeamento sistem tico Fonte Manual de Vetoriza o da DSG A cada georreferenciamento realizado s o verificados os erros cometidos nas observa es por meio da an lise dos res duos e do erro m dio quadr tico da m dia para constatar se o grau de precis o estipulado no Manual de Vetoriza o est sendo atendido No contexto das institui es de mapeamento s o registrados
11. o dessas rotinas em linguagem de programa o adequada Al m das institui es p blicas algumas empresas privadas do ramo de mapeamento s o respons veis pela confec o e valida o desse tipo de dado A cartografia automatizada encarada como a tecnologia encarregada de realizar a aquisi o e valida o compreende os processos de produ o de cartas e mapas a partir de dados espaciais armazenados no formato num rico digital ao inv s de gr fico anal gico Enquanto o conceito de mapeamento digital simples na pr tica sua implanta o se torna um pouco mais complexa O processo produtivo de cartografia em ambiente digital possibilita a implanta o de diversos m todos de trabalho Estes por sua vez precisam ser estruturados de maneira a distribuir as tarefas em fases de produ o como numa linha de montagem Cada fase respons vel pela execu o de certos n meros de procedimentos e verifica es O resultado final das fases de produ o o produto cartogr fico impresso ou em meio digital conforme o objetivo do projeto executado Assim como qualquer tecnologia inovadora os avan os obtidos com o advento da computa o permitiram aprimorar processos e solucionar diversos problemas encontrados nas t cnicas anteriores Entretanto estes avan os tamb m foram seguidos de novos desafios a serem superados que se apresentam principalmente em forma de estrutura o metodol gica de atividades O problema maior da cadei
12. 136 Dado digital renser eip asa a R E E SUS gua EAEE A aan nad R 136 b Aumento de compartilhamento e produ o descentralizada de dados 137 Es Malorcusto de produc o sda ed ae E DS 137 3 2 Estrutura o e valida o de dados vetoriais para SIG 00 ceeseceesseceeseceesteeeeneeeeaees 138 S20 M todol gr e OBIS VO ses cus sagadas Guanaes ad qa OA aa a i ea is 139 3 2 2 Crit rios para cria o de classes de elementos espaciais 139 5 2 SCM Cal dassCAle COLI AS snes as ias a adultas pedia 140 3 24 Fluxo geral de dados assa saneanagan aires o seadtidp is i a pesada gaasalno open e aaba A 143 3 2 5 Fluxo de valida o e estrutura o case ssaeis asian on aansgara digas vara drana ta pacto atira sadessaanavens 143 3 2 0 R tinas WU ad ass yak o cusses da oP ete le shia dA he Da SS a aaa 144 MDL MicroStation Development Language ccccccecsssececeessececesesseeeeseseaeeeenssseeeens 144 MACRO a easels to RS q oa aE EAT 147 3 2 1 Deseric o das fases da valida ss cosa tses rin aretes ate laces ares aet dg hcl Dada Eine 148 322 9 Al Preparo para VAnda O anita aa a ad DI 148 Side 2 COMER AO ODBC 225 Soa als etal E E NR 149 3 2 7 3 Configura o da plataforma de trabalho 200 eee eeccesseceeseeceeseceeneeeseeceeneeeeaees 149 3 2 7 4 Preparo do arquivo geral cisacc iinsscsssnesesnscsveseceaitacuacaceesndensoaseussaceussaccavelecseatersncacdins 150 3 2 1 3 Valida o das categorias rasa aa A Meine 151
13. 316 rea de lazer 317 mercado 318 campo de tiro 320 cemit rio Categoria Altimetria dever o ser mantidas apenas as reas fechadas 158 VII Substituir os centr ides de outras categorias pelos de vegeta o por meio da macro AUTOREPCEL Esta macro tem a op o de enviar os contornos desnecess rios para o n vel 63 do CAD MicroStation IX Apagar os contornos de rea de outras categorias que foram enviados para o n vel 61 X Estender todas as pontas livres em Im por meio da MDL EXTEND XI Quebrar todos os elementos lineares usando a MDL DROPLS XII Eliminar linhas duplicadas utilizando a MDL DDUPLINE XIII Gerar as interse es entre os elementos lineares por meio da MDL FIXIN XIV Unir as linhas cont guas usando a MDL JOINSEG XV Eliminar as linhas menores que a toler ncia com uma ponta livre por meio do uso da MDL SHORTCLE Nesta opera o utilizada uma toler ncia de 20m para qualquer escala de trabalho para caracterizar as linhas com ponta livre XVI Eliminar as linhas menores que a toler ncia com uma ponta livre por meio do uso da MDL SHORTCLE Nesta opera o utilizada uma toler ncia de 2m para qualquer escala de trabalho para caracterizar as linhas com ponta livre XVII Fechar todas as reas usando a MDL VALIDA63 XVIII Apagar os elementos que n o estiverem no n vel 63 XIX Procurar ngulos desnecess rios marcando interse es entre duas linhas cujo ngulo fo
14. Fluxo de valida o e estrutura o de arquivos vetoriais 144 Figura 3 3 Exemplo de fei o que deve ser estendida na categoria limites 153 Figura 3 4 Exemplo de fei o que deve ser estendida na categoria transportes 153 Figura 3 5 Exemplo de falsa ponta livre na categoria hidrografia t 154 Figura 3 6 Exemplo de linha pequena que pode acarretar erro em sistemas de EMG peared AU ERR RIO SRA celal Sa gad ae aol ha ote RC RR a cas tel ad 154 Figura 3 7 Exemplo de pequeno segmento as ispaassasaen Sede tien ee 155 Figura 3 8 Exemplo de ngulo incorreto 2ic 220 hee ethaedeail ape Gee ieee 155 Figura 3 9 Exemplo de elementos pr ximos e incorretos 156 Figura 3 10 Exemplo de interse o incorreta e reeseerrne 156 Figura 3 11 Pol gono de Vegeta o limitando pela estrada 0 eee eeeeseeeeeeeeneeeneeeees 157 Figura 3 12 Area de vegeta o delimitada pela hidrografia 157 Figura 3 13 Janela da rotina FLINHAC ease 162 Figura 3 14 Janela da rotina FSHAPED sa ass RRO SS ss 162 Figura 4 1 Regra para elimina o de elementos adotada na rotina EliminarDup 174 Figura 4 2 Linha desenhada com loops antes e ap s a aplica o da rotina ADIT OOPS ossei iiri e E E E EA E EAE sagas dn E ad sue sadh 174 viii Figura 4 3 Aplica o da rotina ExtLinhasFlut em dataset na esc
15. Geod sia e a Topografia Cl ssica e outras mais O termo Geoprocessamento surgiu justamente para agrupar numa nica tecnologia as diversas geotecnologias existentes mais especificamente aquelas que lidam com informa o espacial de natureza geogr fica A ado o deste procedimento permitiu centralizar de maneira formal as mais diversas reas que trabalham com tais tipos de dados incluindo aquelas respons veis pela produ o prim ria de dados espaciais como o caso da Cartografia Automatizada desenho assistido gerenciamento porcomputador de servi os lt Sistemas infra estrutura desenho e visualiza o e distribui o cartografia automatizada amp SGBD Vw gt SGBD mapeamento topo SGED de grande escala sistema de sistema informa es informa o territorial J geograficas E LES ES sistema de informa o an lises espaciais topo grande escala aumento de aumento de funcionalidade funcionalidade cartogr fica anal tica Figura 2 10 Import ncia da cartografia automatizada para alguns tipos de sistemas de informa o espacial Fonte adaptado de Kraak amp Ormeling 1996 A raz o principal da rela o interdisciplinar forte entre Cartografia e Geoprocessamento o espa o geogr fico A Cartografia preocupa se em apresentar um 31 modelo de representa o
16. O construtor de tipo tuple serve para agregar informa es afins frequentemente chamado de tipo estruturado pois corresponde ao construtor struct nas linguagens de programa o C e C 101 Os construtores de tipo set list array e bag s o chamados de tipos de cole o e servem para definir atributos multivalorados Podem ser n o ordenados set e bag ou ordenados list e array Em um set n o pode haver dois elementos com o mesmo valor enquanto que na bag isso poss vel OIDs x Chaves Prim rias Nos modelos orientados a objetos n o existe o conceito de chave prim ria como acontece no modelo relacional Ao inv s disso existem os OIDs dos objetos que como j dito s o criados e mantidos pelo SGBDOO e n o s o de acesso do usu rio As vantagens do uso de OIDs com rela o s chaves s o OS programadores de aplica es n o precisam se preocupar com a sele o de chaves para as v rias classes de objetos obt m se melhor desempenho pois os OIDs s o implementados em baixo n vel pelo sistema embora as chaves sejam mais significativas ao usu rio muitas vezes o mesmo precisa usar c digos artificiais sem significado sem ntico para poder identificar as tuplas de uma rela o Objetos Complexos A composi o estrutural de um objeto definida atrav s de um conjunto de atributos O valor de cada atributo pode ser primitivo um objeto ou uma combina o dos construtores tupla lista array c
17. coincidentes n o garantem a consist ncia das representa es cartogr ficas no interior da carta Isto p de ser constatado em algumas ocasi es onde foram obtidas perfeita sobreposi o das marcas de registro dos originais e as fei es internas das cartas apresentaram deslocamentos inaceit veis A base pl stica dos originais n o pode ser considerada est vel e isenta de distor es Neste caso as inconsist ncias no desenho cartogr fico tendem a se apresentar em regi es distintas Sua constata o poss vel por meio de inspe o visual sobrepondo se os originais em base anal gica sobre uma mesa de luz com tampo de vidro e O scanner usado na digitaliza o matricial dos originais pode apresentar problemas devido falta de manuten o ou calibra o Neste caso a constata o das inconsist ncias ser vis vel somente em meio digital ao abrir os arquivos dos originais em formato matricial em software apropriado Quando ocorre o primeiro caso usado um procedimento alternativo para o georreferenciamento Como os originais apresentam somente os quatro cantos de registro como informa o para uso no georreferenciamento exce o regra o original de cor preta necess ria a ado o de uma base de referencia intermedi ria que seja geometricamente confi vel e possibilite o registro dos originais A id ia consiste em criar uma base sobre a qual seja poss vel coletar pontos diferentes daqueles mencionados anteri
18. computador s o softwares elaborados para criar eficientemente e com muita exatid o as entidades gr ficas necess rias para a produ o de mapas Neste meio eles podem ser confundidos com SIG mas h v rias distin es importantes entre CAD e SIG Embora os programas de CAD n o tenham capacidade de executar os tipos de an lises realizadas nos SIG os mapas gerados naquele ambiente prov m base espacial necess ria para que os SIG realizem tais an lises O CAD tamb m pode ser usado efetivamente para editar dados gr ficos geralmente com maior efici ncia do que os programas de SIG onde a habilidade de manipular entidades gr ficas secund ria an lise Com a grande quantidade de dados de mapas que est o sendo produzidos em programas de CAD importante para os usu rios t cnicos de SIG saber como o CAD pode ser usado e a maneira como os dados gerados nestes softwares podem ser convertidos para o uso no SIG 2 2 4 1 Diferen as entre CAD e SIG Antes de entender como o CAD pode ser usado com SIG necess rio entender a diferen a entre CAD e SIG Nesta discuss o se far refer ncia ao AutoCAD produzido pela AutoDesk um dos pacotes de CAD mais comum e os pacotes de SIG da ESRI ArcView ArcCAD e ARC INFO Embora a maioria de fun es possa ser encontrada em todos os pacotes de CAD e de SIG geralmente usados A diferen a fundamental entre os dois sistemas que deve se ter em mente que o CAD projetado para criar e
19. es rela o com outros objetos e outras propriedades Os objetos podem tamb m exibir comportamentos definidos em termos de fun es m todos A vantagem do modelo objeto est em direta correspond ncia entre o modo no qual entradas reais s o percebidas e o modelo de dados desenhado para represent los O DODS Gothic Lamps2 fornece funcionalidade para gerenciamento de objetos e vers es e controla as a es de outros m dulos do Lamps2 envolvidos na cria o elimina o e manipula o de dados de objeto Isto assegura que a integridade de um objeto seja mantida e fornece a conex o entre o identificador do objeto e a localiza o de armazenagem dos dados associada com o objeto Esta conex o invis vel ao usu rio Esquema O modelo de dados est contido no esquema schema do dataset O schema versionado do mesmo modo que os dados s o versionados para manusear a mudan a em um modelo de dados atrav s do tempo As entradas no schema definem as classes objeto seus atributos rela es comportamentos e defini es de armazenamento A forma de defini o de um schema interativo fornecida para permitir opera es f ceis de defini o de esquema tais como adicionar novas classes ou atributos de objetos ou defini o de heran a de classe As rotinas de defini o de schema est o dispon veis no API Lull Gothic permitindo carregamento de volume de schema a partir de defini es externas As rotinas est o tamb m
20. lo a partir do v rtice oposto ao desejado ocasionando uma altera o na geometria do objeto original A Figura 4 4 ilustra esta situa o e mostra que a regra l gica usada na constru o da rotina que permite a manuten o da geometria de forma consistente Aplicando da regra N o aplicando a regra Figura 4 4 Aplica o da rotina ExtLinhasFlut sobre elementos menores que 30 m 175 5 AbrirLoops 2 Zz z A rotina AbrirLoops_2 id ntica a rotina AbrirLoops 1 Esta aplicada novamente para eliminar loops dos objetos lineares que possivelmente podem ser gerados ap s a aplica o da rotina ExtLinhasFlut Figura 4 5 Uma caracter stica que n o foi mencionada anteriormente e que deve ser destacada que ap s a isola o dos loops o mesmo dividido em duas partes para evitar erros durante o processamento das demais rotinas d loop gerado a b Figura 4 5 Situa o poss vel de alguns elementos lineares antes a e ap s a aplica o da rotina ExtLinFlut b e o loop gerado 6 GerarIntersecoes A rotina gera interse es nos locais onde os objetos lineares se cruzam por meio da inser o de v rtices quebrando os A execu o desta rotina feita visando a posterior elimina o de segmentos curtos por meio da aplica o da rotina DelLinhasPeqg 1 bem como a poss vel gera o de futuros n s Figura 4 6 a as linhas se cruzam mas n o se interceptam b as linhas se cruzam e se int
21. micos ou estacionamento tempor rio ligado a essas atividades Infra estrutura Categoria que engloba a base material ou econ mica nas reas de ind stria de base energia minera o extrativismo mineral comunica o sa de educa o saneamento ou irriga o ou locais onde estejam sendo desenvolvidas atividades relevantes para o desenvolvimento humano Incluindo empreendimentos constru dos ou mantidos pela iniciativa p blica ou privada visando a atender a sociedade direta ou indiretamente Seguem alguns exemplos de constru es represent veis ou n o em escala que pertencem a esta categoria F brica olaria silo frigor fico faculdade madeireira serraria britador moinho etc Edifica es Constru es humanas n o classificadas nas categorias Sistema de Transporte e Infra estrutura voltadas aos aspectos sociais culturais e particulares Eis alguns exemplos que possam gerar d vidas sobre esta categoria Bombeiros BPM granja avi rio av cola haras cooperativa etc 140 Limites Categoria que engloba todos os elementos espaciais utilizados para delimitar reas Estar o inclu dos nesta categoria elementos virtuais como por exemplo limites de munic pios estados ou pa ses Pontos de Refer ncia Categoria que engloba todos os elementos espaciais que s o utilizados para materializar de forma din mica ou est tica posi es pontuais no terreno Hidrografia Categoria que engloba o con
22. processo de testes as rotinas criadas ainda devem ser encaradas como n o definitivas portanto pass veis de depura es e altera es visando seu aprimoramento Este trabalho serviu tamb m para despertar o interesse para o uso da tecnologia orientada a objetos em pesquisas visando implanta o de uma linha de produ o mais enxuta com menos fases de trabalho e com um maior controle de qualidade para os produtos cartogr ficos em meio digital hoje disponibilizados pela DSG 195 5 2 Recomenda es As possibilidades de pesquisa em fases de aquisi o de dados dentro do sistema visando futuras implementa es algo que deve ser encarado com seriedade e deve merecer aten o especial pois o ambiente estudado mostrou estar perfeitamente capacitado para atender as expectativas de tais atividades Portanto seria extremamente interessante a realiza o de pesquisas visando a integra o da vetoriza o ao que j foi desenvolvido at agora Outra faceta que n o foi explorada neste trabalho a possibilidade de abordar de maneira adequada o problema oriundo da generaliza o cartogr fica Com rela o a este assunto o sistema mostrou ser capaz de possibilitar a cria o de solu es inteligentes que merecem ser abordadas em trabalhos futuros poss vel que com iniciativas voltadas a pesquisa de automa o nesta rea possa se chegar a resultados surpreendentes Para a utiliza o da metodologia sugerida na linha de prod
23. rios durante a avalia o Em alguns casos a valida o prim ria ser desnecess ria por exemplo quando o metadado informar o usu rio que certas formas de consist ncia l gica foram validadas durante a constru o inicial dos dados Exemplos de valida o prim ria e secund ria s o listados no Quadro 3 1 Valida o Prim ria consist ncia cartogr fica l gica o pol gonos fechados denomina o nica para cada pol gono inexist ncia de arcos duplicados inexist ncia de arcos prolongados pontas livres inexist ncia de segmentos curtos ooo 0 90 fei es similares usando s mbolos similares consist ncia l gica de atributos o valores dentro de uma varia o l gica exame de valores ilegais datas e g meses menores ou iguais a 12 hora do dia menor que 24 00 horas nome de data cadastrada fora do formato adotado valores de precipita o iguais ou menor que zero o vincula o de fei es com campos de atributos em um mapa de pol gonos que representa lagos est inclu do dados de profundidade e salinidade para cada lago Valida o Secund ria pergunta l gica e testes estat sticos para os dados espaciais e atributos procura por valores improv veis o pontos colocados em posi es distantes no mapa o eleva es com valores razo veis verdade de campo ou compara o a padr es conhecidos o coleta de amostra de reas de campo e compara o com o banco de dados avalia o da
24. window ou retornar o valor de um atributo armazenado sobre um objeto Fun es similares s o organizadas em bibliotecas da mesma maneira que livros seriam organizados em uma biblioteca de acordo com o assunto Parte da habilidade de programar na linguagem LULL reside no conhecimento de onde encontrar certas fun es como procurar livros de viajem numa se o de viagens e n o numa se o de fic o 4 2 2 2 Programa o em LULL Escrever um programa em LULL por mais complexo que seja exige tr s passos codifica o compila o e execu o Codifica o a estrutura e sintaxe de comandos com que se estrutura a linguagem em texto Compila o o processo no qual o c digo digitado numa determinada vers o possibilita ao computador entende lo para poder executa lo Execu o o processo no qual o c digo compilado posto em funcionamento Qualquer linguagem de programa o feita de uma variedade de componentes que coletivamente define a linguagem Esses incluem coment rios vari veis if statements loops fun es de chamada e outros mais A linguagem LULL n o exce o e assim como as demais possu esses componentes que num conjunto final d o forma a linguagem Coment rios Coment rios s o utilizados em uma variedade de casos tais como criando cabe alhos de arquivos adicionando descri es ao c digo e comentando partes do 167 programa Na linguagem LULL os coment rios s o espec
25. 71 justamente por n o possuir como fonte de dados os originais Vetoriza o de originais cartogr ficos Na digitaliza o vetorial dos arquivos dos originais convertidos s o empregadas t cnicas de vetoriza o semi autom tica as quais permitem obter um melhor tra ado das fei es e a redu o do tempo de produ o Essas t cnicas est o associadas aplica o de algoritmos de varredura que usam arquivos matriciais com resolu o de 1bit preto e branco para localizar as fei es a serem vetorizadas Esta resolu o permite ao algoritmo interpretar o espa o bidimensional do arquivo matricial como um espa o composto por c lulas pixel que representam a informa o de forma l gica pela representa o do n mero 1 ou 0 em outras palavras com informa o ou sem informa o respectivamente O espa o criado por essas condi es conhecido como booleano e sua exist ncia fundamental para SIG que trabalham com estrutura matricial Esta caracter stica peculiar facilita a aplica o de rotinas que tem como prerrogativas percorrer somente c lulas que contenham informa o valores l gicos igual a 1 que implementados para se posicionar de acordo com a c lula central da linha constru da permite a automatiza o do processo de vetoriza o Nestas condi es poss vel se obter grande precis o no tra ado das fei es bem como agilizar o processo produtivo por meio da redu o do tempo de trabalho A
26. A descri o da rotina dada a seguir FSHAPED A rotina cria as reas usando os elementos de fei es de contornos e centr ides realizando automaticamente o processo de vincular estas reas criadas com o Banco de Dados cria o do MS Link A Figura 3 14 apresenta a interface gr fica da rotina Atributos conforse novo T 34 788 Celula celular conforme biblioteca DSG CEL SAIDA Comforas NOVO T 34 788 CRBRIL 19995 Processamento utilizando apenas a COR na pesquisa dos elementos NI ESCALA 1 25 008 Ex 28502mo gt NI ESCALA SOMA lt Ex 27994 gt DESISTIR Figura 3 13 Janela da rotina FLINHAC Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento e eee MPORTANTE mm ATUALIZADA conforme T 34 768 de ABR 99 MENU SHAPES lt 1 MI ESCALA 1 25 099 lt Ex 28582n0 gt lt 2 gt MI ESCALA 1 60 080 lt Ex 27994 gt DESISTIR Figura 3 14 Janela da rotina FSHAPED Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento 162 Uni o de arquivos de linhas pontos e de reas A uni o dos tr s tipos de elementos encontrada nas cartas realizada por uma opera o simples que basicamente consiste em apagar dos arquivos de reas criados pela rotina FSHAPED todos os elementos que n o sejam complex shape e copi los para os arquivos de linhas correspondentes Verifica o final dos arquivos Ap s a jun o dos tr s tipos de
27. A seguir s o descritas algumas estruturas de dados vetoriais empregadas nos SIG de acordo com os tipos de objetos armazenados Estrutura de dados para armazenar Pontos A princ pio as coordenadas x y de posicionamento das entidades com representa o pontual podem ser adicionadas como dois atributos extras na tabela de atributos n o espaciais que descrevem as entidades A Figura 2 17 exemplifica esta alternativa Por m um objeto espacial do tipo ponto pode ter diversos outros atributos associados a sua representa o gr fica para impress o exibi o em dispositivos de sa da Pode se citar por exemplo o tipo de s mbolo que deve ser exibido a fonte dos caracteres alfanum ricos o tamanho e a orienta o do texto que pode ser exibido pr ximo ao s mbolo etc Uma alternativa tamb m utilizada manter as informa es espaciais em uma tabela e utilizar identificadores de objetos para recuperar os demais atributos n o espaciais em uma tabela do banco de dados textual Burrough 1986 Estrutura de dados para armazenar Linhas As estruturas de armazenamento que visam manter os relacionamentos entre objetos lineares s o direcionadas a solucionar problemas em reas de aplica es que s o baseadas em estruturas de rede como por exemplo redes de transporte redes hidrogr ficas de distribui o de produtos redes de infra estrutura etc 43 Mapa original gt Modelo digital vetorial Tabela
28. Altimetria Consiste na vetoriza o dos elementos lineares pontuais e de rea bem como na coloca o dos textos e s mbolos encontrados na carta referentes ao original de altimetria cor s pia Basicamente o trabalho de vetoriza o dividido em tr s partes Curvas de n veis mestras e simples Curvas aproximadas e curvas de forma elementos de rea que possuam trama ou ret cula e Coloca o das c lulas e textos da altimetria A vetoriza o de linhas extensas e densificadas como por exemplo curvas de n veis sinuosas de regi es serranas devem ser executadas com o m ximo cuidado pois a vetoriza o semi autom tica pode se enganar e saltar de uma curva para outra A inser o de pontos cotados c lulas deve ser feita de maneira rigorosa para que a o ponto seja posicionado corretamente Deve se adotar a c lula correta para os diversos pontos cotados encontrados no original de altimetria Para a vetoriza o de curvas de n vel mestra deve se ter cuidado nos locais onde as mesmas s o interrompidas pelo texto que da o valor de altitude da curva pois caso contr rio poss vel que o mesmo seja vetorizado como parte integrante da do elemento linear Para a vetoriza o de elementos tais como afloramento rochoso praia dunas e outros similares usada a modalidade de vetoriza o manual pois os referidos elementos de rea n o possuem linhas delimitadoras impossibilitando a aplica o da modalidade
29. CAD checar topologias e corrigir problemas de dados de SIG dentro do mesmo ambiente Os outros dois m todos podem requerer adapta o de metodologia para dividir o trabalho entre os programas de CAD e SIG para produzir dados para SIG de forma us vel e em alguns casos o usu rio pode n o obter os resultados requeridos Mas em muitos casos a transi o do CAD para o SIG completamente vi vel especialmente se os desenhos realizados no CAD forem criados corretamente em sistemas de coordenadas apropriadas est o bem organizados em camadas e se os relacionamentos entre as entidades de CAD e as fei es do SIG dos respectivos programas perfeitamente entendida As fei es geogr ficas existentes em cartas topogr ficas anal gicas antes de serem convertidas para o formato vetorial devem ser estruturadas de acordo com uma defini o pr via de atributos gr ficos e camadas de informa o para serem utilizadas em SIG A seguir ser abordado este procedimento a partir do contexto de um CAD por este se tratar como visto anteriormente da ferramenta mais utilizada na confec o e transforma o do desenho cartogr fico em papel para o formato vetorial amplamente usado nos SIG 2 2 5 Estrutura o de dados vetoriais em CAD As fei es discriminadas para serem geocodificadas podem ser agrupadas em categorias ou conjuntos naturais para fins de estrutura o dos dados cartogr ficos por meio do uso da no o de camadas ou overlay Por e
30. Douglas Peucker p32 maximum distance ON p30 q A t p 1 ET nd 10 tolerance R 97 E q p23 Figura 2 27 L gica do algoritmo Douglas Peucker para elimina o de v rtices em excesso Fonte Guia do Usu rio do Spring 2005 98 Parte IV O AMBIENTE DE BANCO DE DADOS ORIENTADO A OBJETO 2 4 Banco de Dados Orientado a Objeto Atualmente a t cnica da orienta o a objetos tem sido usada para projetar e implementar sistemas de natureza variada Com rela o a bancos de dados essa t cnica tem sido empregada com predomin ncia nos casos aonde os dados envolvidos na aplica o considerada apresentam estrutura complexa Vieira M 2001 Basicamente as diferen as existentes entre os modelos de dados tradicionais relacional hier rquico e em redes e os modelos de dados orientados a objetos residem na maneira como eles enxergam os dados Os modelos de dados tradicionais v em os dados como uma cole o de tipos de registros ou rela es cada um tendo uma cole o de registros ou tuplas armazenadas em tabelas J num modelo de dados orientado a objetos um banco de dados considerado como uma cole o de objetos do mundo real Embora a informa o sobre objetos complexos do mundo real possa ser espalhada em tabelas relacionais a meta dos bancos de dados orientados a objetos manter uma correspond ncia direta entre os objetos do mundo real e os do banco de dados podendo estes ser id
31. J na abordagem raster a informa o espacial traduzida por um arranjo matricial bidimensional onde cada c lula corresponde a uma unidade elementar do espa o geogr fico recebendo um r tulo ou valor As c lulas possuem uma dimens o espec fica e cada uma representa uma localiza o singular Conjuntos de c lulas de igual valor ou atributo representam a express o no plano cartogr fico de fei es pontuais lineares ou de reas Em suma a representa o raster ou matricial pode ser considerada como uma representa o expl cita posto que nesta um conjunto de c lulas deve ser sempre explicitado para se definir a localiza o forma e rea de uma entidade geogr fica enquanto que a vetorial armazena informa es apenas sobre os v rtices dos limites externos de um objeto implicando na sua forma e rea interior O conhecimento dos tipos de modelos de estruturas de dados usados na cartografia digital fundamental n o s para a aquisi o dos dados como tamb m para a defini o de como os mesmos podem ser armazenados em um SIG A seguir ser abordado com mais detalhe o modelo de estrutura de dados vetorial por se tratar o foco desta disserta o 2 2 3 Modelo de estrutura de dados vetorial O modelo de representa o vetorial tem como primitiva principal o Ponto por m s o utilizados tr s construtores b sicos o ponto a linha e o pol gono As coordenadas x e y de um ponto correspondem localiza o em um s
32. LIS AM FM etc Fator GIS 2005 32 Cabe aqui ressaltar que as informa es georreferenciadas neste caso t m como caracter stica principal localiza o espacial ou seja est o ligadas a uma posi o espec fica do globo terrestre por meio de suas coordenadas geogr ficas podendo tamb m ser representadas em termos de coordenadas num sistema de proje o cartogr fica qualquer Na mesma revista pode se encontrar ainda uma defini o t cnica do termo que tamb m pode ser adotada para um contexto mais espec fico o qual o designa como o conjunto de pelo menos quatro categorias de t cnicas relacionadas ao tratamento da informa o espacial Fator GIS 2005 T cnicas para coleta de informa o espacial Sensoriamento Remoto GPS Topografia Convencional Fotogrametria Levantamento de dados alfanum ricos T cnicas de armazenamento de informa o espacial Bancos de Dados Orientado a Objetos Relacional Hier rquico etc T cnicas para tratamento e an lise de informa o espacial como Modelagem de Dados Geoestat stica Aritm tica L gica Fun es topol gicas Redes e T cnicas para o uso integrado de informa o espacial como os sistemas GIS Geographic Information Systems LIS Land Information Systems AM FM Automated Mapping Facilities Management CADD Computer Aided Drafting and Design A id ia expressa por esta ltima defini o pode ser visualizada na Figura 2 12
33. Na pr tica entretanto os melhores desenhos de mapas n o s o perfeitos e erros extras s o introduzidos pelo processo de digitaliza o Considerando que uma carta pode ser digitalizada no formato vetorial a partir do original matricial fica f cil visualizar o problema do exato posicionamento da linha que representar o desenho final do documento cartogr fico naquele formato Neste caso h duas fontes potenciais de erros erros associados com a fonte da carta e erros associados com a representa o digital da mesma Erros associados origem dos dados Apesar dos erros potencialmente corrig veis do estiramento do papel e distor es nos mapas impressos ou no documento fonte surge erros devido loca o de limites simplesmente porque os desenhos dos limites n o s o infinitamente finos O tra ado de uma linha com Imm de espessura sobre um mapa na escala 1 250 000 corresponde a 88 uma linha com largura de 250m o mesmo tra ado sobre uma escala 1 100 000 por sua vez corresponde a uma largura de 100m Dentro deste contexto se representarmos uma rea sobre um mapa na escala 1 250 000 com dimens es 20 x 20mm ter amos uma rea equivalente a 10 do desenho da rea ocasionada pela espessura do tra ado Figura 2 23 a EE i v E p rea 25 0 km2 1 0 mm Figura 2 23 Erro em rea para a representa o de um quadrado de 20 x 20 mm numa escala 1 250 000 Hoje o desenho realizado em sistema
34. O processo no qual os dados s o adicionados armazenados analisados e disponibilizados s o requerimentos espec ficos de cada projeto O processo SIG entretanto nico para cada projeto Considerando estes pontos de vistas um sistema de informa es geogr ficas definido como um processo assistido por computador designado para adicionar armazenar analisar e disponibilizar dados espaciais e seus atributos A Figura 2 5 ilustra o relacionamento dos dados espaciais com tabelas contendo atributos alfanum ricos contidos num banco de dados para duas aplica es distintas a Ocorr ncia de queda de raios no estado fict cio de Utopia onde cada queda de raio esta cadastrada num banco de dados com atributos espec ficos e associada a uma referencia espacial b Informa es do senso do estado fict cio de Geodes onde cada munic pio contido numa base cartogr fica possui associados os dados de popula o total masculina e feminina A componente chave nesta defini o a habilidade do SIG para analisar dados espaciais A an lise baseada na loca o o que distingue o SIG de outros softwares de mapeamento e gerenciadores de banco de dados Eastman 1997 O SIG tem sido descrito como uma tecnologia poderosa e seu desenvolvimento comparado introdu o da prensa do telefone ou o primeiro computador DeMers 1997 O SIG uma importante ferramenta porque ele permite a manipula o e disponibiliza os dados geogr ficos de novas
35. Pra tanto s o apresentados no decorrer do trabalho os principais conceitos relacionados ao assunto bem como a descri o da aquisi o de dados via digitaliza o vetorial as principais fontes de erro oriundas deste processo e o processo de valida o em ambiente de CAD Tamb m apresentado de forma pormenorizada os conceitos relacionados tecnologia de banco de dados Orientado a Objeto e o Sistema Gothic dentro do qual foram realizadas as implementa es Por fim s o apresentadas a descri o das rotinas elaboradas e a metodologia desenvolvida al m de resultados obtidos em testes preliminares Os testes realizados mostram que ocorreram ganhos de produ o consider veis sem que houvesse perda de qualidade Disserta o de Mestrado em Sensoriamento Remoto Centro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e Meteorologia Curso de P s Gradua o em Sensoriamento Remoto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre RS 03 de outubro de 2005 xxi VALIDATION OF ESPACIAL GEOGRAPHIC DATA IN ORIENTADED OBJECT ENVIRONMENT Author Marcus Fabiano Silva Saldanha Orientation Prof Dr Francisco Humberto Sim es Magro ABSTRACT The production of cartographic base for the SIG presents distinct peculiarities of those only produced to attend the cartographic users Therefore digital charts produced in vector format in CAD environment must pass for rigorous process of geometric validation before being used for such
36. SIG utiliza um sistema composto por softwares e hardwares que est o submetidos a uma organiza o de pessoas interligadas para um mesmo fim que utilizam dados georreferenciados visando a possibilidade de planejar e monitorar quest es ligadas ao espa o f sico geogr fico atrav s dos produtos gerados pelo sistema que s o arquivos digitais contendo Mapas Gr ficos Tabelas e Relat rios convencionais FatorGis 2004 Ea Uy aa e SD beg e e f Seg e Drenagem Po os Camadas de Informa o temas ou categorias Composi o das camadas Figura 2 6 Poder de cruzamento de informa o num SIG sobreposi o de dados vetor e raster Fonte adaptado de Kraak amp Ormeling 1998 O SIG engloba em sua defini o v rios aspectos j abordados na defini o de Geoprocessamento por m ao GIS agregam se ainda os aspectos institucionais de recursos humanos peopleware e principalmente a aplica o espec fica a que se destina Portanto poss vel definir tamb m o SIG como um conjunto de ferramentas computacionais compostas de equipamentos e programas que por meio de t cnicas integra dados pessoas e institui es de forma a tornar poss vel a coleta o armazenamento o 25 processamento a an lise e a disponibiliza o a partir de dados georreferenciados de informa o produzida por meio das aplica es dispon veis visando maior facilidade seguran a e agilidade
37. Seqii ncias de opera es para valida o das categorias ec eesceeesseeeesteeenteeeeees 152 a TODAS AS Categoria S ee eti e sets e t t ore aE a nes as 152 DAC AES OTA vegeta o sussa ana e E E EE A E 157 20 REVIS O AAT a KE A EE E E EEEE Na A 160 ETITA E E E E E EE 160 xviii REVIS O Es as ata REE LO NT AE IC LO Pd EIS ee MD 160 Correc sinnon a acts ahaa aad aU NA SARA dada A CAD SAMA Ca SACAR aaa 161 3 2 7 7 V nculo com o banco de dados sicnteehteead edna ene ieee 161 Vinculo de elementos lineares e pontuais ee eereeeeereanos 161 Ninculo de elementoside area als sas sassos ae ete elle le je susana 162 Uni o de arquivos de linhas pontos e de reas ier 163 Verifica o final dos arquivos ucseczseuccjsssgceededesdnedasgoncednsedduendanen anes ala falando Qua aaliqnacad 163 Capitulo 4 RESULTADOS sanar asa aantoteceial gaunt imei Meieieate 164 4 1 Valida o em Ambiente Orientado a Objetos 20 0 eee eeesceesteceseceenaeceeaeeeetaeeeeneeeeaees 164 4 2 Valida o de Dados no ambiente Orientado a Objetos eee eeeceseseceeneeeetteeeeneeeaees 165 4 2 1 Implementa o das rotinas de valida o rrenan 166 422 VHRR en EU oa a a EA E a E E AN 166 4 2 2 1 Fun es e Bibliotecas em LULL ass sacs asada sdedasgueagsaesdecdacbonteosacd duces shes Ann pda 167 AD 2 2 Procrama o cM LULD oesters EE vdgad ass atas a e e sal Eaa 167 COME MANION aant aa a ge sa era ag
38. a a a a a n 123 Links e NOS EE T E E OEE BENE E EE 123 Armazenamento link N cotadas adia tia As ma alados 124 Conexao entre link ENO fincas ieee tote ate piadas Danda apa a Dura dana 124 Topologia on the fly assis anta n loss d eia Heelies ass ttn ee ga VISA ee ae 125 Regras de topoloSia assa el ia on miei son lagi al EAAS 125 2 4 3 5 Conceitos B sicos de Versionamento do BD Gothic 125 Pontos de Checagem e de Retorno Checkpoints e Backtracking 127 COmpressin E sorg i aaa aao a a a as a a da tel a a ES aceasta 128 Conjunto de dados Filho CCAS s14 ceoccatecehist sncnckeaueeataluna iat enceansaeesaienemeneees 129 Avesso a m ltiplos USUAL OS ces qa padi sed aes scadeecusassiccesiesuegesy seen aaa aaa tects 129 Edi o por m ltiplos usu rios scccsssscscssccsenscessnscesnsscsenncesseccecssccecnacsseneesess 130 Transa es Longas sissors ger a i e E S E AEE Dota atoa aa til eaat 130 IVETE DN Dada a O CR Gat laa eile Sh ech A E 132 Clones santana Sane A densa area das do E eh as SA fia Aa 133 Cap tulo 3 METODOLOGIA ccs e eerrerereererererenerrerereceraerarenrenesarercereenaraasa 134 3 1 Valida o de banco de dados geogr ficos ii eeeeereeecereracanaa 134 Dea PTO pOSI Os cessa ida dao ad sus ecb be GE SUR E A ga aa et 134 xvii DZ Respons veis PELO PIOCESSO sa a a ON CSS 136 3 1 3 Necessidade de validar os dados asse jected eta heiieantieleniedaineee etal
39. adotar os limites existentes em uma camada como refer ncia para defini o os limites coincidentes da camada a ser sobreposta A quest o que pode ser levantada neste ponto qual camada deve ser tomada como refer ncia para responder esta quest o ou melhor para orientar esta decis o pode se levar em conta experi ncia e a l gica dos procedimentos de aquisi o de dados A pr tica mostra que existem fei es de rea que s o mais bem capturadas que outras no processo de aquisi o de dados Por exemplo o tra ado de rios de margem dupla lagos e outras massas d gua s o mais bem definidos que reas de vegeta o pois estas muitas vezes ou apresentam falta de padr es bem definidos para serem caracterizadas ou apresentam uma faixa de transi o n o muito n tida entre as diversas esp cies vegetais que comp e estes tipos de fei es Erros comuns ocasionados durante a aquisi o de dados No processo de aquisi o de dados vetoriais ocorrem erros potenciais que devem ser eliminados para que se possa garantir o relacionamento topol gico entre as fei es dentro do ambiente do SIG A Figura 2 26 ilustra os erro mais comuns que ocorrem durante o processo de vetoriza o Os erros cometidos durante o processo de digitaliza o s o basicamente seis 93 V rtice ap s o ponto overshot Este tipo de engano ocorre quando o operador posiciona o v rtice de uma linha vetorial ap s a posi o desejada Geralmente o erro
40. autom tica motivo pelo qual tamb m adotado uma resolu o radiom trica de Ilbit J no caso de folhas impressas a resolu o geom trica apresentada menor pois s o previstos para este tipo de material al m da resolu o de Ibit outros tipos de resolu o radiom trica as quais permitem somente a t cnica de vetoriza o em tela manual Outro fator importante a ser comentado que o scanner usado neste processo deve ser o de grande formato padr o ISO AO que permite gerar durante a varredura uma imagem nica para cada carta evitando colagens ou mosaicos de imagens com vistas a n o ocorrer em poss veis erros oriundos deste tipo de procedimento 63 Preparo Esta fase tem por finalidade principal o preparo um exemplar impresso da carta a ser trabalhada sobre a qual s o indicados por meio de anota es quais os tipos de fonte e dimens es a serem usadas no processo de vetoriza o bem como a indica o de detalhes para esclarecer quaisquer d vidas em rela o s fei es das cartas que ser o adquiridas Tal fase visa a aplica o do padr o imposto pela Tabela de Aquisi o de Dados bem como agilizar a execu o do trabalho e eliminar poss veis enganos cometidos pelo operador encarregado do trabalho de vetoriza o Confec o de moldura Esta fase bem caracter stica de uma institui o respons vel pelo mapeamento sistem tico respons vel pela cria o em ambiente de CAD do limite da rea d
41. basicamente dois tipos de documentos em formato matricial j mencionados anteriormente os arquivos matriciais dos diapositivos de originais cartogr ficos e das cartas impressas A seguir ser o detalhados os procedimentos executados para cada um dos tipos mencionados Originais Cartogr ficos Cada original ap s a convers o anal gica digital e antes de ser submetido vetoriza o submetido ao procedimento de registro Para tanto s o coletadas as coordenadas dos cantos de ajuste dos originais em formato matricial e 65 as coordenadas de canto da moldura da folha gerada por aplicativo espec fico em formato vetorial O modelo matem tico adotado para realizar a transforma o das coordenadas de pixel para o sistema de coordenadas de proje o cartogr fica o Afim de 1 ordem A escolha de tal modelo baseada no fato do mesmo ser matematicamente linear e por possibilitar a modelagem das distor es dentro da precis o estipulada A formula matem tica que representa este modelo matem tico Wolf 1983 dado em formato matricial por X a b x _ e VP de ad ty 973 onde 2X aye uma matriz coluna vetor contendo as coordenadas X e Y no sistema de proje o cartogr fica 2x a uma matriz coluna vetor contendo as coordenadas x e y no sistema de coordenadas de pixel 2a b 9 Py uma matriz quadrada 2x2 contendo os par metros de transforma o a b 9C 9 c e d relativos a rota o
42. categorias s o impressos em papel comum individualmente de acordo com uma tabela de cores pr pria para facilitar a interpreta o do revisor Os elementos de rea s o impressos de maneira a ter seus interiores preenchidos por cores pr definidas para possibilitar a verifica o da continuidade do espa o e adjac ncias de pol gonos Revis o As principais verifica es a serem feitas durante a revis o em todas as categorias s o as seguintes Verificar se todos os s mbolos usados c lulas linhas ou reas s o os previstos na TBCD para cada categoria e se est o conforme a coluna Representa o Cartogr fica TBCD Comparar com o material produzido pelo preparo verificando se ainda existem detalhes que passaram pela fase da revis o da vetoriza o ou restitui o e deixaram de ser representados c lulas reas linhas e textos Verificar se os elementos do tipo rea est o de acordo com a legenda 160 Para auxiliar no trabalho de revis o utilizado um quadro de legendas com as cores dos elementos do tipo rea interessante ressaltar que a revis o em papel das fei es validadas tamb m tem a finalidade de atestar se a geometria trabalhada n o sofreu altera es e se ela se encontra com os atributos gr ficos de CAD de acordo com a defini o estabelecida Problemas na continuidade do espa o representados por pol gonos adjacentes neste caso podem passar desapercebidos pelo revisor da valida
43. constru o da representa o cartogr fica mapa topogr fico mapa de estradas areas geo atributo Modelo de paisagem digital b contru o de modelo sele o de objeto geogr fico levantamento fotogrametria sensoriamento remoto vetoriza o de mapas existentes levantamentos estat sticos sf a Ai Figura 2 4 A natureza dos dados espaciais da realidade a via constru o de modelo e sele o para um modelo de paisagem digital b seguido pela sele o e constru o para uma representa o cartogr fica que d origem a um modelo cartogr fico digital c apresentado como um mapa d o qual resulta no mapa mental do usu rio e Fonte adaptado de Kraak amp Ormeling 1998 22 2 1 5 Sistemas de Informa es Geogr ficas 2 1 5 1 Defini o A defini o do termo sistema de informa es geogr ficas ou SIG tem sido objeto de debate por algum tempo O SIG tem um grande leque de aplica es e portanto os usu rios usam a tecnologia diferentemente dependendo dos requisitos de suas pr pria rea de estudos particular Alguns simplificaram a defini o de SIG como sendo o uso de pacotes de softwares Outros ampliaram a defini o de SIG como sendo a integra o de software especializado hardware e pessoas designadas para analisar dados geograficamente referenciados ou espaciais Outros ainda enfatizaram a import ncia de visualizar o SIG como um processo Geographer s Craft
44. dados de levantamentos Estes profissionais t m desenvolvido transforma es e procedimentos tais 85 como a generaliza o que tratam destas diferen as e possibilitam a real integra o de dados Concomitantemente eles t m desenvolvido a documenta o t cnica que descrevem todos as caracter sticas relevantes dos dados metadados necess rios para uma integra o apropriada Al m disso tamb m t m influenciado por d cadas a padroniza o destes documentos t cnicos que qualquer grupo de dados pode ser facilmente manipulado Figura 4 14 Conseqiientemente grande parte das metodologias para a determina o da qualidade de dados potencialmente dispon vel para os usu rios de SIG tem origem na cartografia A avalia o da qualidade dos dados pode ser definida dentro deste contexto como uma medida da adaptabilidade dos dados para uma aplica o espec fica Portanto tendo em mente tal defini o o trabalho do produtor de dados espaciais para os SIG deve prever o uso de seus dados em ambientes diversos Estes dados por sua vez devem garantir ao usu rio final as condi es de uso que satisfa am as necessidades das aplica es dos SIG 2 3 2 Fontes de erros dos dados A obten o de dados digital espacial a partir de cartas pr existentes ocasiona uma s rie de problemas de tratamento de dados Quando se opta pela digitaliza o vetorial de uma carta convertida e georreferenciada para o meio digital em formato matricial po
45. dados vetoriais entretanto apresenta um panorama mais favor vel Com a tecnologia existente hoje em especial dos sistemas de banco de dados geogr ficos orientados a objeto Cap tulo 2 poss vel tornar autom ticas diversas rotinas na produ o cartogr fica Isto j acontece dentro do mbito da DSG com rela o edi o autom tica dos dados possibilitada por meio do uso do sistema Gothic O sistema Gothic permitiu indexar automaticamente a simbologia preconizada no Manual de Conven es Cartogr ficas T34 700 aos elementos vetoriais previamente validados em ambiente de CAD Parte do desenho que se repetem em uma seqii ncia de cartas que o caso do mapeamento sistem tico puderam ser implementadas por programa o em linguagem LULL Em exemplo o desenho da moldura interna das cartas do quadriculado UTM a malha geogr fica a disposi o dos dados marginais e legenda de acordo com a folha modelo padr o inclusive o c lculo do p de galinha rela es entre o norte verdadeiro norte de quadr cula e norte magn tico e a localiza o dos limites municipais na carta sua articula o e posi o em rela o ao espa o geogr fico nacional estados brasileiros foram traduzidos em linguagem LULL e implementados na rotina de edi o autom tica A ado o deste sistema para realizar a fase de produ o conhecida anteriormente como edi o vetorial permitiu ganhos de tempo de produ o extremamente significante
46. de banco de dados projetaram o driver ODBC Open DataBase Connectivity para prover um padr o consistente e simples para conex o a bancos de dados Com o driver ODBC poss vel simplificar o acesso de forma que o usu rio n o tenha necessidade de um alto grau de conhecimento t cnico para poder ter acesso a diferentes bancos de dados Aplica es compat veis com ODBC Microsoft SOL Server Microsoft Access Word Excel Powerbuilder Borland Delphi Cristal Pro Report Writer Visual Basic e centenas de outros No processo de valida o o driver ODBC faz a liga o entre a plataforma de trabalho o Microsoft Access que o banco de dados utilizado no processo 3 2 7 3 Configura o da plataforma de trabalho A plataforma de trabalho usada pela DSG no processo de valida o o MGE da Intergraph Essa plataforma foi adotada em meados da d cada de 90 por fazer na poca parte da solu o de automatiza o cartogr fica estabelecida pela DSG A cria o do projeto no MGE engloba a liga o do driver ODBC chamado de Schema no MGE e a cria o de uma estrutura particular de diret rios e subdiret rios que ir o conter os dados gr ficos Esses dados consistem de arquivos gr ficos arquivos de configura o arquivos de sistema entre outros 149 Ap s a cria o do projeto realizada a importa o do projeto modelo que um projeto previamente criado contendo as tabelas e fei es previstas na TBCD Este passo
47. de dados no SIG A entrada de dados a opera o de codifica o e escrita dos dados no BD A manuten o de banco de dados isentos de inconsist ncias uma tarefa importante e complexa da qual depende a finalidade do SIG Dois aspectos dos dados precisam ser considerados separadamente para os sistemas de informa es geogr ficas estes s o primeiro o posicional ou dado geogr fico necess rio para definir onde o gr fico ou fei o cartogr fica ocorre e o segundo os atributos que grava e o que a fei o cartogr fica representa esta habilidade de processar fei es cartogr ficas em termos de seus atributos espaciais e n o espaciais que a principal distin o entre cartografia automatizada onde as informa es n o espaciais relacionam se principalmente a cor tipo de linha s mbolos etc e processamento de informa es geogr ficas onde os dados n o espaciais podem gravar usos do solo caracter sticas geol gicas propriet rios tipos de vegeta o e tantos outros A entrada de dados para um sistema de informa es geogr ficas pode ser mais bem descrita sobre tr s aspectos a entrada de dado espacial digitaliza o b entrada de dado n o espacial atributos associados e c liga o do dado espacial ao n o espacial Em cada est gio ser necess ria uma verifica o apropriada dos dados por meio de procedimentos de checagem para detectar se o banco de dados est livre de poss veis erros Estas
48. de dados que armazenam os pol gonos linhas como sequ ncias de coordenadas de pontos Nestes modelos os limites entre duas reas adjacentes s o registrados digitalizados e armazenados duas vezes uma para cada pol gono Estes modelos s o utilizados em muitos pacotes de cartografia automatizada onde as informa es sobre os relacionamentos entre as entidades n o s o importantes NCGIA 1990 A Figura 2 16 ilustra este tipo de modelo de dados Mapa Original Mapa expresso em 5 coordendadas cartesianas o modelo de dado vetorial Estrutura de Dados N mero Localiza o 10 X Y Ponto Singular 23 X1Y1 X2Yo XnYn String 63 X1Y4 X2Y2 XY Closed Long X1Y1 X2Y2 X1Y Data Structure Figura 2 16 Modelo espaguete de dados Fonte adaptado de Pequet in Taylor 1991 42 A maioria dos SIG utiliza os Modelos de Dados Topol gicos os quais usam estruturas de dados que possibilitam o armazenamento de alguns tipos de relacionamentos sendo que a nfase principal dada nos relacionamentos de conectividade entre linhas de uma rede contendo arestas interligadas por n s e nos relacionamentos de vizinhan a entre reas representadas por pol gonos adjacentes Outros tipos de relacionamentos entre objetos espaciais como por exemplo se uma linha cruza uma rea ou se um ponto esta dentro de uma rea s o calculados a partir das coordenadas desses objetos
49. do cursor sobre a mesa Dale amp McLaughlin 19901 Os valores registrados coordenadas da mesa depender o das caracter sticas da mesa digitalizadora Para transformar as coordenadas da mesa em coordenadas no sistema plano de refer ncia do mapa necess ria a digitaliza o de pontos como os cantos 75 do mapa ou interse es entre linhas para que se proceda determina o dos par metros de transforma o matem tica entre os sistemas Esta fase de determina o destes par metros consiste no georreferenciamento das coordenadas dos pontos digitalizados A precis o de posicionamento que se pode chegar com o uso de mesas digitalizadoras est diretamente relacionada maneira como s o constru das ou seja de acordo com o espa amento entre os fios da trama Pode se obter precis es de constru o da ordem de 0 0Imm por m a exatid o da digitaliza o n o chega a este n vel principalmente devido a fatores humanos A digitaliza o numa mesa digitalizadora um processo extremamente tedioso e exige concentra o por parte do operador Duas horas de esfor o concentrado o m ximo que a maioria das pessoas consegue trabalhar sem interrup o com este equipamento Dale amp MacLaughlin 1990 Aspectos importantes Segundo o Manual de Vetoriza o tanto a t cnica baseada na vetoriza o em tela e a de vetoriza o manual devem seguir o mesmo fluxo de trabalho Este prev que sejam usados padr es pr definid
50. do sistema Pelo interm dio destes profissionais foi poss vel se levantar a localiza o das fun es mais adequadas para a execu o das rotinas de valida o Neste ponto tamb m ficou patente que sem o apoio destes profissionais o trabalho de implementa o seria imposs vel pois por si s o tempo necess rio para completo entendimento do n vel de complexidade da estrutura de programa o do sistema inviabilizaria a confec o desta disserta o Estudo da Modelagem de dados do Espa o Geogr fico Brasileiro A fartura de material documentando a modelagem de dados do EGB dispon vel na 1 DL bem como o fato daquela unidade ter participado ativamente da elabora o da mesma facilitou consideravelmente o estudo realizado Da an lise da modelagem foi poss vel verificar como se enquadrava todas as categorias de valida o geradas naquela fase de produ o em ambiente de CAD dentro da defini o de classes do sistema orientado a objetos Tamb m foi poss vel verificar detalhes importantes na defini o das classes que poderiam ser utilizadas dentro da l gica de programa o voltada para o sistema orientado a objetos Por exemplo foi poss vel atribuir s classes possuidoras de elementos lineares tais como hidrografia transportes dentre outras a fun o de servirem como delimitadores de elementos de reas 170 Escrita dos c digos na linguagem LULL A escrita da dos c digos das aplica es definidas para uso na va
51. e ao aeaa fr bats aa eaa a es 103 PONTOS seinen a seed a E a aS 106 2 4 2 Modelagem de dados orientada a objetos para fins cartogr ficos 107 Modelagem de dados da DS Gos 245 saccceutceecnieds soccshtaasccasnnaceede Maeessataceendonngre tates 108 24 3 Sistema GOO mossis liniare aE EEA ade selene vine cde Gaara adia 109 243 1 Arquitetura do Sistema jasiat cavedsasisgbaaes dg pedais n era e E KE EEES 111 Interface do Sistema Operacional e apar nais Ra a Gant cade 111 DESC CI eh Leh ALI ih I A Tih I DCist Pa i dete da 112 Data Access MAMA GCL paes iii tran ado a R Da DO es 112 XV Interface de Programa o de Aplica o sciatica eee ese 112 ADPliCACOES sesinin teno Nona Can Sta A a ene USD andas dada apa 113 Banco de Dados ss asas sesadirazen nenia da sa sea i hee aia nei Geared 113 Personalizata raid de E A cg nese tanta vo ede aaentpa ote 113 2 4 3 2 Conceitos fundamentais do sistema usado sal a ease tose a ando 114 Database e Datasets saint a a A SS Wa Made see AWS Be gas 114 Conjunto de Dados GO ata sets ys c scccdctes iocisctseesoeaci aves sandebeduaad desaaaancateactaeas mad anedeten ges 114 2 4 3 2 1 Tipos de Conjuntos de Dados dataset cccessccesssecessteceenceccesncecseececsseeecsteeeesaes 115 Dataset de Mundo Real caia atada as asas dd a dat 115 Dataset de APOLO suas innsean aise foda da an as ag ada abacate boneca saio E 116 2 4 3 3 Banco de Dados Orientado a Objetos Gothic eecceecceeess
52. e o desenvolvimento de metodologias voltadas otimiza o visando controle de qualidade de produtos em meio digital s o portanto condi es fundamentais para a produ o de produtos cartogr ficos em ambiente digital Dessa forma o desenvolvimento de rotinas que permitam a corre o de dados espaciais e a agiliza o do processo de produ o cartogr fica em ambiente digital um fator extremamente importante Por meio disso pode se garantir a integridade l gica das fei es cartogr ficas o que fundamental para atingir o padr o de qualidade necess rio para utiliza o dos dados em SIG Dentro desse panorama os sistemas baseados em tecnologia de ambiente Orientado a Objeto OO tornam se aliados naturais para a melhoria das atividades de produ o cartogr fica pois permitem que as fei es sejam representadas por objetos com comportamentos modelados de acordo como s o conhecidos na realidade Esta vantagem impar entre os sistemas existentes permitindo maior liberdade no manuseio tratamento e an lise de informa es geogr ficas A implementa o de procedimentos e rotinas dentro desse ambiente visando o tratamento ap s aquisi o de dados para SIG pode ser um avan o em dire o conquista da efic cia e qualidade produtiva de dados espaciais 1 2 Defini o do objetivo geral e espec fico do trabalho No Brasil a Diretoria de Servi o Geogr fico DSG do Ex rcito Brasileiro juntamente com o Instituto
53. editar entidades gr ficas enquanto o SIG um banco de dados espaciais que usa gr ficos para indicar resultados de an lises A seguir s o apresentadas as diferen as b sicas entre CAD e SIG Cria o de topologia Os softwares de CAD n o criam topologias A topologia a habilidade 47 de determinar a conectividade adjac ncia e outras rela es espaciais entre entidades Mesmo quando o CAD usado para conectar linhas endpoint to endpoint a conex o n o armazenada como a parte de uma rede Se uma s rie das linhas for conectada para dar forma a um pol gono fechado o programa de CAD reconhece somente este como um pol gono sob circunst ncias espaciais e n o pode reconhecer se um ponto dentro desse pol gono est relacionado a este pol gono ou que o pol gono tem linhas compartilhadas com pol gonos adjacentes Sistemas de coordenadas Enquanto sistemas de CAD s o capazes de usar coordenadas georreferenciadas tal como o UTM muitos desenhos de CAD podem usar preferivelmente coordenadas cartesianas com um ponto de origem arbitr rio Geralmente estes desenhos ou mapas podem ser escalados movidos e ou girado dentro de um sistema de coordenadas georreferenciado Tamb m at recentemente muitos sistemas de CAD n o possu am a potencialidade de mudar de sistemas da proje o Liga o a atributos Uma diferen a cr tica entre os dois ambientes diz respeito potencialidade de ligar atributo dos dados s entida
54. elementos realizada uma verifica o dos elementos e corre o dos poss veis erros de atributos encontrados nos arquivos finais por meio do uso da MDL LEVELINV 163 Cap tulo 4 RESULTADOS 4 1 Valida o em Ambiente Orientado a Objetos Embora o termo cartografia automatizada tenha sido empregado para designar o conjunto de t cnicas envolvidas na produ o cartogr fica assistida por computador deve se enfatizar que boa parte do processo de produ o de dados geogr ficos para atender os SIG ainda requer uma grande participa o de trabalho manual ou intera o com o operador quer seja na aquisi o dos dados Cap tulo 2 ou na sua valida o Cap tulo 3 Para o caso da aquisi o de dados atualmente diversos sistemas t m apresentado solu es de captura de informa o geogr fica Como exemplo pode se citar o caso dos sistemas que tratam da manipula o de dados de sensoriamento remoto orbital com as rotinas de reconhecimento de padr es de imagens de sat lite ou ainda os sistemas de fotogrametria digital que permitem realizar a coleta de dados autom ticas de informa es de relevo permitindo a elabora o de modelos digitais de terreno Algumas t cnicas de digitaliza o vetoriais autom ticas tamb m t m se apresentado entretanto estas ainda n o se encontram em condi es de uso pleno por acarretar sempre erros que sempre exigem tratamento demorado para corrigi los O tratamento de dados p s aquisi o de
55. estende o tra ado das cercas e contorno de vegeta o aos objetos lineares considerados delimitadores de reas 178 Etapa Iterativa 14 FlagPta Livre Marca v rtices livres existentes nos objetos lineares A v rtice livre caracterizado ap s ter sido verificado se dentro de um raio de 2 0 mm na escala do dataset a partir deste for encontrado um outro objeto linear ou outro v rtice livre Os v rtices livres que se encontrarem dentro desta rea de influ ncia s o marcados e s o considerados como poss veis v rtices de liga o entre objetos lineares com os mesmos atributos Figura 4 10 Caso seja encontrado dentro desta toler ncia um v rtice pertencente a outro objeto ent o os dois v rtices livres s o marcados para serem checados pelo operador Figura 4 10 Marca o dos v rtices livres para serem checados pelo operador 15 FlagPegSeg Marca segmentos curtos de objetos lineares O segmento curto caracterizado pelas dimens es da Tabela 02 de acordo com a escala do dataset que se est trabalhando A marca posicionada sobre o segmento curto exatamente no ponto m dio entre os v rtices que o define Toler ncia Escala do m Dataset 5 1 25 000 7 1 50 000 14 1 100 000 35 1 250 000 Tabela 4 2 Toler ncias da rotina FlagPeqSeg 179 16 FlagPegAng Marca v rtices de objetos lineares que formam ngulos pequenos O ngulo pequeno tem como limite m ximo um valor de 15 Figura 4
56. estruturadas em formato propriet rio dentro de arquivos bin rios Personaliza o A estrutura o dos c digos adicionados ao Lamps2 est organizada em frames que por sua vez s o armazenados numa estrutura de diret rios com as seguintes regras todos os c digos relativos aos frames ser o armazenados numa estrutura de diret rios internos ao diret rio custom da pasta data separada em duas pastas lull e icode para arquivos n o compilados e compilados respectivamente todo o c digo de um frame em particular armazenado numa pasta com mesmo nome seguido do sufixo frame por exemplo o antigo frame 1 DL usado nos in cio dos trabalhos de implementa o passou a chamar se DSG e todos os seus c digos n o compilados ficam armazenados na subpasta dsgframe O arquivo custom frame lull armazenado na raiz da estrutura como refer ncia para todos os outros dsgframe dsgpltoframe dsgplotprocframe dsgprocframe dsgwebframe jogosframe mapplotframe e timerframe 113 2 4 3 2 Conceitos fundamentais do sistema DataBase e Datasets O dado usado por qualquer aplica o Gothic armazenado em um conjunto de dados Datasets No interior de cada banco de dados DataBase existe um grande n mero de datasets Um banco de dados numa aplica o Gothic uma cole o de informa es Ele cont m dados geogr ficos tais como dados vetoriais dados matriciais rasters ou imagens e dados n o geogr ficos assim com
57. exatid o espacial avalia o da exatid o de atributo o integralidade dos dados modelo tipo de integralidade relativa s necessidades do usu rio em um mapa de estradas todas as estradas importantes para os usu rios est o inclu das an lise de sensibilidade o mude os dados e veja se as mudan as afetar o os resultados para sua aplica o Quadro 3 1 N veis de valida o prim ria e secund ria de um banco de dados Os principais tipos de valida o listados no Quadro 3 1 mostram que um tipo singular de dado pode ser validado de v rias formas diferentes Por exemplo suponha que voc tenha um mapa de pontos com dados de eleva o como atributo Voc pode automatizar a performance da valida o num software de SIG que assegure que cada ponto desenhado com o mesmo s mbolo e que a eleva o para cada ponto possua um valor de inteiro 135 Estes s o alguns exemplos de valida o prim ria as quais devem ser mas nem sempre s o executadas pelo software de SIG A valida o secund ria do mesmo ponto poderia incluir testes estat sticos para enxergar valores discrepantes por meio de consultas sobre os dados para determinar se o valor da eleva o cai dentro de uma varia o razo vel ou checar para ver se todos os pontos ocorrem dentro de uma toler ncia razo vel 3 1 2 Respons veis pelo processo O ideal que o produtor dos dados execute uma valida o b sica dos dados e documente a no met
58. fator se torna preponderante A obten o de uma imagem que reproduza fielmente as grada es de tonalidade extremamente importante quando se pensa em trabalhar com imagem pancrom tica pois nestas as cores s o representadas por tonalidades de cinza distintas c Registro Um scanner captura as informa es de imagens coloridas em canais separados compostos pela cor vermelha verde e azul RGB e em seguida intercala os no software Se os tr s canais de cores n o estiverem adequadamente alinhados a imagem ficar fora de registro Um registro pobre resulta em imagens borradas com bandas de cor vis veis em torno dos cantos O registro n o precisa ser pobre para ser observ vel Problemas de registro normalmente s o resultantes da imprecis o do mecanismo que move o original ou o CCD d Capacidade de repeti o A fonte de luz do scanner precisa de um tempo para se estabilizar Quando a luz est ligada ela pode variar em intensidade por um per odo de tempo que vai de alguns segundos a meia hora at que atinja seu ponto de estabilidade Em alguns modelos de scanner necess rio um tempo de espera para o seu uso Isto permite que a fonte de luz se estabilize antes de ser iniciada a digitaliza o Outros scanners ligam suas fontes de luz apenas quando a digitaliza o feita Esses scanners correm o risco de produzir as primeiras digitaliza es diferentes das que s o feitas depois gerando resultados diferentes para o mesmo
59. feito apenas uma vez para cada projeto criado Em seguida verificado qual o meridiano central do fuso que a folha se enquadra qual o Datum utilizado pela aquisi o e copiar para o diret rio seed do projeto criado o arquivo semente referente a esses dados A DSG preparou para este procedimento diversos arquivos sementes que cont m os Datuns adotados para o mapeamento sistem tico e os fusos UTM que passam no territ rio nacional Tabela 3 1 Datum Arquivos semente Astro Chu ACH_33 ACH_39 ACH_45 ACH_51 ACH_57 ACH_63 ACH_69 ACH_75 C rrego Alegre CAL 33 CAL 39 CAL 45 CAL 51 CAL 57 CAL 63 CAL 69 CAL 75 SAD 69 S69 33 S69_39 S69_45 S69 51 S69_57 S69_63 S69_69 S69 75 Tabela 3 1 Datuns e arquivos semente criados pela DSG para a plataforma de trabalho MGE Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento 3 2 7 4 Preparo do arquivo geral O arquivo geral cont m todos elementos vetoriais de uma folha a ser validada e precisa ser trabalhado para posteriormente ser feita a divis o em categorias O MGE precisa criar um mapa novo a partir do arquivo geral para que possa assumir os par metros estabelecidos do arquivo semente Um mapa simplesmente um arquivo de desenho criado pelo MGE o qual cont m par metros gr ficos e geogr ficos pr definidos no arquivo semente seed A partir deste ponto j s o realizados alguns procedimentos iniciais de valida o e estrura o que constituem basicamen
60. ganha confian a a respeito de um tema ambiental os mapas fornecem uma ferramenta pelo meio da qual as id ias podem ser sintetizadas Eles permitem ao analista produzir uma afirma o coerente mas abstrata sobre padr es e relacionamentos que n o foram levantados Cada est gio no processamento de dados e de disponibiliz los representa um processo de abstra o Fei es chaves de um n vel da an lise mais abaixo s o salientados e detalhes locais ru dos rand micos etc s o filtrados por meio de um esfor o para chegar ess ncia de uma situa o O objetivo da s ntese constituir de detalhes perdidos por meio da recupera o de uma perspectiva por exemplo voltando atr s nos dados e especificar o ponto onde o grande detalhe tornou se aparente A s ntese uma atividade na qual um profissional toma decis es informadas sobre o que enfatizar o que suprimir e quais os relacionamentos mostrar Apresenta o Uma vez convencido da localiza o por exemplo excesso de t xicos um atributo numa localiza o por exemplo alcalinidade da superf cie da gua ou um relacionamento por exemplo entre uma industria e um risco de sa de e se quer convencer algu m da import ncia de avalia o realizada adota se um mapa por ser um dispositivo de apresenta o ideal para estas situa es Um mapa bem desenhado importante porque implica em autenticidade As pessoas acreditam em mapas Esta aceita o geral pelos map
61. ltiplos arquivos de dados e que o que indicado na tela justamente uma representa o provis ria da base de dados do SIG s vezes extra da das m ltiplas fontes de arquivos 2 2 4 2 O Registro de dados no CAD Programas de CAD podem ser usados para digitalizar dados de cartas em papel ou sobre imagens destas em tela A configura o do programa de digitaliza o em um CAD segue o mesmo principio encontrado em sistemas de SIG para estabelecer marcas de registro Uma vez que a digitaliza o come ada em um sistema de CAD o operador necessita prestar aten o para organiza o da camada de informa o veja a se o seguinte e usar ferramentas do CAD tais como o Snap para assegurar a topologia correta Como os desenhos existentes num CAD n o s o georreferenciados fregientemente poss vel traz los para um sistema de coordenadas georreferenciadas Se um desenho for criado em unidades da engenharia tais como p s e polegadas o mesmo pode ser transformado para unidades decimais adotando como ponto de base do redimensionamento s coordenadas 0 0 Se o desenho produzido em coordenada Cartesiana e h uma coordenada georreferenciada conhecida para um ponto identific vel no mesmo o mesmo pode ser movido selecionando o ponto identific vel como sendo o ponto base e usando as coordenadas georreferenciadas como apontadores de onde o desenho deve se encaixar Por exemplo uma pr tica comum no CAD criar um mapa com su
62. mais remotos Por meio de tal conhecimento as civiliza es t m garantido condi es para sua sobreviv ncia e desenvolvimento ao longo da hist ria Concomitantemente a compara o de dados sobre a distribui o espacial e as propriedades da superf cie da Terra tem sido uma das atividades importantes das sociedades organizadas Desta compara o surgiram duas reas de conhecimentos distintas por m muito pr ximas a Geod sia e a Cartografia Ambas as reas tratam de assuntos correlacionados e seu desenvolvimento acompanha o pr prio progresso da civiliza o A geod sia trata do estudo da forma e dimens es da Terra e tem como origem os experimentos desenvolvidos pelo matem tico grego Eratosthenes datado do s culo VI A C Hoje esta ci ncia se encontra bem evolu da e abrange como sua rea de estudo tamb m o campo gravitacional terrestre A cartografia por sua vez apareceu no seu est gio mais elementar sob a forma de mapas itiner rio feitos pelas popula es n mades da antiguidade Esta passou a ser considerada como ci ncia com o advento das grandes navega es e conseqiiente desenvolvimento das rela es comerciais entre os povos Durante o s culo XIX surgiram as primeiras institui es em n vel governamental respons veis pela execu o de mapeamento das na es de forma sistem tica Cada pa s criou seu Servi o Geogr fico o qual era respons vel originariamente pela produ o de mapas topogr ficos de todo o te
63. manter a limpeza dos dados durante a aquisi o A Figura 2 36 ilustra um tipo cl ssico de situa o onde a captura fundamental Q O Igua o lguaey Figura 2 36 Captura de curso d gua visando manter a integridade do sistema de rede formado Forma o de pol gonos A forma o de pol gonos o processo de obten o de objetos tipo rea por meio da uni o dos limites de objetos adjacentes Para a obten o dos pol gonos necess ria que esteja garantida a conectividade A Figura 2 37 ilustra este conceito por meio de fei es comuns encontradas em cartas topogr ficas 121 Rio Estrada Figura 2 37 Forma o de fei o de rea definida a partir de fei es lineares Tipo de Estruturas de conjuntos de dados Nem sempre e necess ria uma estrutura topol gica por m no momento da cria o do conjunto de dados deve se definir se desejamos uma estrutura topol gica tipo link node ou n o tipo spaghetti Tipo Spaghetti O tipo espagheti n o suporta estruturas topol gicas e pode ser empregado quando os dados j tenham sido capturados na forma estruturada com pol gonos e os mesmos n o v o requerer nenhuma funcionalidade de uma estrutura topol gica E o caso de um arquivo que n o sofrer atualiza es Os arquivos tipo espagheti s o muito pouco utilizados nas aplica es de SIG Tipo Link Node Os dados neste tipo de estrutura suportam topologia por m n o est o obrigatoriam
64. meio digital via digitaliza o matricial tamb m submetida ao georreferenciamento Ao contr rio da situa o restritiva existente nos originais que a princ pio impossibilitam a coleta de mais de quatro pontos de controle cantos de registro do original o georreferenciamento do arquivo matricial da carta impressa permite a coleta de mais pontos pois como comentado anteriormente poss vel recriar o quadriculado UTM da carta por meio de software e us lo para ajustar as coordenadas de pixel existente no arquivo matricial Para tanto s o selecionados sobre a imagem da carta as coordenadas dos pontos das interse es do quadriculado UTM existente e seus pontos hom logos sobre os vetores Entretanto 70 para manter uma padroniza o de procedimento adotado como pontos observ veis num primeiro momento somente os quatro cantos da moldura Caso as precis es para o georreferenciamento n o sejam atingidas a se procede leitura de outros pontos O modelo matem tico adotado assim como no caso anterior o Afim de 1 a ordem A determina o dos par metros de orienta o deste quando utilizados mais pontos al m daqueles que identificam os quatro cantos da carta s o melhores obtidos Isso poss vel porque a exist ncia de pontos em abund ncia permite uma an lise de res duos mais abrangente a qual possibilita inferir par metros para a elimina o de pontos esp rios O uso do quadriculado UTM al m de possibilitar m
65. nas atividades humanas referentes ao monitoramento planejamento e tomada de decis o relativa ao espa o geogr fico FatorGIS 2004 A Figura 2 7 ilustra bem esta defini o que procura mostrar o SIG como uma metodologia integradora de meios permitindo uma melhor compreens o do que foi mencionado 5 Geographic Information Systems METODOLOGIA QUE INTEGRA DADOS PESSOAS INSTITUICAG Saale POSSIBILITA Hardware PRODU O DE NOVAS COLETA 7 ARMAZENAMENTO INFORMA ES VISAN DO PROCESSAMENTO SEGURAN A CONFIBIALIDADE AN LISE PACILIDADE DE USO AGILIDADE NAS ATIVIDADES HUMANAS REFERENTES AD Monitoramento Planejamento Tomada de decis o relativas 0 espa o fisico geogr fico Figura 2 7 A vis o do SIG como metodologia integradora de dados pessoas e institui es Fonte site da revista FatorGIS 2005 2 1 5 2 Componentes de um SIG Quando as pessoas falam de SIG geralmente fazem referencia ao software e n o a tecnologia Esta dificuldade de comunica o percebida com certa freqii ncia entre os profissionais que utilizam a mesma nomenclatura para se referir a conceitos diferentes Assim para um melhor entendimento se faz necess rio explicar informalmente os principais componentes de um SIG dentre os quais o software apenas um desses componentes Para tanto bastante til a estrutura apresentada por Burrough que define os componentes como software hardware dados usu rios e as metodo
66. no manual de representa es cartogr ficas T34 700 Esse fato permite uma mudan a radical em termos de linha de produ o permitindo fundir duas fases distintas da produ o cartogr fica em uma nica fase O fluxo de produ o existente hoje na 1 Divis es de Levantamento apresenta a distribui o das fases de produ o de acordo com a Figura 4 17 Dentro daquele contexto o Tratamento de Dados constitu do pela valida o que fornece dados para a edi o vetorial e para o BDOO que os emprega na edi o autom tica Se a valida o passa a ser executada dentro do BDOO poss vel ent o realizar a altera o do fluxo de produ o por meio da cria o de uma fase a partir da fus o das fases de valida o e edi o autom tica A Figura 6 18 ilustra esta proposta de altera o por meio da cria o de uma fase denominada Tratamento de Dados Cabe mencionar que a edi o vetorial realizada em ambiente de CAD seria completamente substitu da pela edi o autom tica deixando de existir no fluxo de produ o Embora esta decis o possa parecer um pouco radical importante lembrar que a edi o vetorial j n o vem sendo realizada desde que os dados passaram a ser inseridos no BDOO O motivo principal para a ado o de tal medida pode ser justificado por motivos de ordem t cnica e econ mica pois o tempo destinado para editar uma nica carta de maneira vetorial em ambiente de CAD de acordo com os procedimentos usuais quando
67. o O ND oO A O PY Altimetria somente curvas de n vel oO Vegeta o md Extrativismo vegetal Topon mia 12 Tabela 4 1 Seqii ncia de temas da TBCD a serem percorridos na Fase I Os temas altimetria sem curva de n vel e somente curvas de n vel apresentadas na Tabela 4 1 s o oriundos do desmembramento da categoria altimetria da TBCD Outras duas mudan as em termos de classifica o s o a reuni o de todas as categorias de texto como se fosse um tema nico da TBCD representado pela topon mia e a separa o de elementos oriundos do tema de vegeta o num tema a parte denominado extrativismo vegetal Esta 172 vis o da TBCD pelo sistema foi estabelecida para flexibilizar a execu o das rotinas desenvolvidas A seguir ser dada uma descri o mais detalhada das rotinas desenvolvidas para esta primeira fase do processo de valida o Rotinas da Fase I Como mencionado anteriormente a primeira fase respons vel pela valida o prim ria sobre os dados gr ficos importados para dentro do BDOO Para tanto foram desenvolvidas rotinas que levam em conta algoritmos geom tricos equivalentes aos encontrados em sistemas de CAD O processamento das rotinas prev a execu o em duas etapas sendo a primeira de forma autom tica na qual o operador n o interfere no processo e uma segunda na qual as rotinas ma am os problemas e o operador decide qual decis o deve tomar para corrigi lo A ordem de aplica o d
68. o de banco de dados geogr ficos o processo que determina se os valores do banco de dados est o razoavelmente exatos completos e logicamente consistentes Razoavelmente exato depender da proposta de uso dos dados tanto valores para um estado relativo e padr es requeridos s o geralmente mais apropriados que dados com exatid o absoluta A valida o geralmente consistir de v rios passos incluindo checagens l gicas avalia o de exatid o e an lise de erros Neste contexto a avalia o de exatid o a determina o da exatid o relativa espacial e tem tica para um padr o conhecido Goodchild 1995 enquanto que a an lise de erros envolve a avalia o de dados com resguardo para medir o grau de incerteza Taylor 1982 incluindo fontes de erros erros de uso e erros de processamento Beard 1989 3 1 1 Prop sito Uma forma simples de valida o uma an lise direta dos pr prios dados at certo ponto os usu rios potenciais s o capazes de determinar se os dados em quest o s o apropriados para uma determinada aplica o por meio da leitura de documenta o que acompanha os dados metadados A an lise dos metadados de novos dados geralmente necess ria para a valida o dos dados existentes Isto pode ser pensado como duas fases num processo com uma valida o prim ria examinando diretamente propriedades verific veis dos dados e uma valida o secundaria envolvendo v rios n veis de julgamento dos usu
69. o dom nio digital a qualidade dos dados torna se menos intuit vel e menos compreendida necessitando maior demanda por parte dos usu rios para avali los antes de us los em uma aplica o Os dados digitais s o tamb m mais complexos do que muitos produtos anal gicos mantendo frequentemente liga o n o t o direta com as informa es tem ticas subordinadas e esta complexidade aumentam a necessidade para a melhora da compreens o dos dados Compreende se geralmente que todos os mapas s o generaliza es mas quando s ries m ltiplas de dados espaciais e n o espaciais s o combinadas em uma camada de mapa no SIG uma compreens o da qualidade dos dados transforma se um elemento essencial para avaliar o valor de um banco de dados b Aumento de compartilhamento e produ o descentralizada de dados Em adi o ao aumento da demanda por dados espaciais a portabilidade e a acessibilidade dos dados est o permitindo que mais pessoas publiquem seus pr prios dados quando comparado distribui o centralizada mais tradicional de produtos anal gicos Com mais usu rio criando s ries de dados para aplica es espec ficas est ocorrendo o aumentando do potencial de enganos que compromete a qualidade dos dados bem como a aplica o inapropriada dos dados Em muitos casos os usu rios podem ser guiados pelo metadado que acompanha a s rie de dados entretanto em outra situa o o usu rio necessitar validar os dados para que s
70. original e Foco O foco est relacionado dist ncia existente mantida entre o original e o CCD Para que o foco n o seja um problema na digitaliza o de originais necess rio que a superficie na qual o original colocado esteja sempre mesma dist ncia do CCD que registra a luz O foco afetado por muitos fatores tais como 61 o tipo de montagem usado o grau de deforma o do original e a quantidade de calor gerada pelo scanner f Resolu es O assunto resolu es pode parecer confuso mas na verdade bastante objetivo Ao contr rio dos fatores cor e uniformidade de tons que s o subjetivos a resolu o quantific vel e portanto f cil de calcular Para a convers o de qualquer documento para o meio digital via digitaliza o matricial bem como para originais cartogr ficos necess ria a defini o dos tipos de resolu es desejadas Estas s o a resolu o geom trica ou espacial a resolu o espectral e a resolu o radiom trica As resolu es adequadas s o quest es fundamentais na digitaliza o ainda que tamb m sejam as menos compreendidas A menos que a imagem seja digitalizada nas resolu es apropriadas os resultados ser o decepcionantes Digitalizar documentos sem crit rios de resolu es podem resultar em uma imagem grosseira e confusa Por outro lado ao se superestimar a resolu o pode se obter arquivos maiores que o necess rio Isso desperdi a tempo de digitaliza
71. para a apresenta o do documento cartogr fico a finalidade qual o mesmo se destina Esta pr tica norteia as discuss es sobre como otimizar a gera o de um produto cartogr fico Como a finalidade o ponto central sobre o qual gira o processo de cria o de um mapa necess rio que o cart grafo leve em considera o alguns fatores que condicionam a produ o de um produto que cumpra seu objetivo adequadamente H uma discuss o consider vel hoje no contexto da cartografia moderna sobre as regras da comunica o e visualiza o A visualiza o cient fica de modo geral est pensando num m todo para incorporar computadores especialmente gr ficos para transformar dados dentro de modelos visuais que n o possam ser vistos ordinariamente Dent 1999 David DiBiase 1990 baseando se neste pressuposto desenvolveu um modelo gr fico de uso nos quais mapas e outros gr ficos podem ser inseridos no ramo da ci ncia Figura 2 2 Este modelo b sico relevante n o somente para a ci ncia mas tamb m para ser aplicado para as an lises geogr ficas e tomada de decis es realizadas com aux lio de SIG Eae Comunica o Visual Visual Explora o Confima o Sintese Apresenta o Figura 2 2 As fun es dos gr ficos numa segii ncia de pesquisa Fonte adaptado de DiBiase 1990 No modelo de DiBiase h uma distin o critica entre pensamento visual e comunica o visual Mapa
72. para visualizar o Mun 5 cccecucseade sccnstcegtavssaettcey ites ATA pa and soeuateedeeeaaeeteeyetey 11 2 1 2 Cartografia Defini o Objeto e Objetivo a 12 2 1 3 Processo de comunicac o Cartoprafica aee cade iisrentage adnda eua a eEM SULA Dia ra mta gado 15 2 LA Dados espacials niseni eternas n ia E EE A EEEE EEES 20 2 1 5 Sistemas de Informa es Geogr ficas sesssssessseesseessessseesstesserssersseeesseeesseesseesse 23 Zeb aIDEMMCAG e a E A ee ei E E le 23 WS Componentes den SIG a E E DR 26 2 1 6 G ot cn logias er ORE RR RNA RED O ME SR NONE O SR 29 2 1 17 Rela o entr e SIG cartografia senisest essiri eei iodi a anes rten 34 Parte II AQUISI O DE DADOS GEOGR FICOS ARMAZENADOS EM ESTRUTURA VETORIA Dichro e add e aag e taeae 38 VA quisicao de dados ciccs cy Sct cancilbcgutey guga a a E a Ea E ORRE 38 2 2 1 Entrada de dados no SUG aspas AGAR a AR 38 2 2 2 Estrutura de dado usada na cartografia digital e rrerenea 39 xii 2 2 3 Modelo de estrutura de dados vetorial erre eeeererrreeaeaaaaaaas 41 Estrutura de dados para armazenar Pontos cesscceeseceeeseceeseceeeeeesaeeeeneeeenaeeeenes 43 Estrutura de dados para armazenar Linhas ic eeeeeereeans 43 Estrutura de Dados para Armazenar Pol gonos er 45 2 24 confec o de mapas com CAD ssa e R fel e ES ada 47 224 1 Diferen as entre CAD eS IG naslni winters 47 Criac o
73. parte do dia a dia das pessoas e s o considerados ferramentas fundamentais no ambiente de trabalho das empresas A integra o de dados por meio de sistemas de redes a n vel local e global por sua vez tamb m uma realidade e a cada ano assim como a micro inform tica apresenta inova es que s o prontamente absorvidas pela sociedade Mapas por sua vez t m sido usados por s culos para visualizar dados espaciais Al m disso a coleta de dados distribu dos espacialmente na superf cie terrestre tem sido uma atividade constante das sociedades organizadas Das mais antigas civiliza es aos tempos modernos a coleta e tratamento para transformar esse tipo de dado em informa o visual til vem acompanhando o pr prio progresso da humanidade Originalmente os mapas eram usados para descrever lugares distantes como um aliado para navega o e para estrat gias militares Hodgkiss 1981 Hoje desempenham um papel que vai muito al m das propostas originais auxiliando desde o cadastro de im veis urbanos nas cidades at o estudo para implanta o de redes log sticas de distribui o e atendimento de grandes empresas a n veis internacionais O grande est mulo para atingir esse n vel de aplicabilidade por m ocorreu somente na d cada de 80 com o desenvolvimento da inform tica em termos de hardware e de software Durante esse per odo o desenvolvimento tecnol gico voltado para o manuseio de dados espaciais em ambiente digital foi re
74. redu o do tempo de valida o a qual seria executada de certa forma paralelamente a aquisi o Uma linha de produ o nestes moldes seria algo revolucion rio para automatiza o cartogr fica pois aquisi o tratamento e simboliza o deixariam de estar seq encialmente ligados e passariam a fazer parte de um conjunto nico de processos O dom nio da tecnologia orientada a objetos usada em de dois ter os da linha de produ o cartogr fica um bom come o para futuras perspectivas de automa o de processos no mbito da cartografia automatizada 193 Cap tulo 5 CONCLUS ES E RECOMENDA ES 5 1 Conclus es O aprimoramento atual de metodologias e t cnicas desenvolvidas exclusivamente para a produ o em ambiente de CAD tem permitido que a otimiza o de processos vise o aumento do ndice de produ o via diminui o do tempo de confec o e a melhoria da qualidade dos produtos cartogr ficos Entretanto apesar de todos esses esfor os voltados para este ambiente os resultados obtidos correspondem apenas a uma parcela daquilo que seria necess rio para suprir a demanda instaurada nos ltimos anos Este trabalho de disserta o inserido dentro deste contexto realizou estudos visando elabora o de procedimentos de valida o dentro do sistema Gothic orientado a objeto com o objetivo de automatizar processos de valida o geom trica com o intuito de aumentar o ganho produtivo sem perda de qualidade
75. rio editar um filho da vers o ou RAMO Quando um filho criado um SEGMENTO do pai deixa de ser disponibilizado para os demais usu rios os quais s poder o obter RAMOS n o coincidentes com o segmento o qual j foi criado um ramo Enquanto isso o pai permanece como uma vers o leg vel est vel Os conceitos de segmentos e ramos ser o abordados a seguir Segmentos Um segmento definido como uma parte do dataset Quando existir a necessidade de edi o poss vel assim definir reas segmento de rea para cada operador ou ent o disponibilizar determinada classes de objetos em um segmento Desta forma dois operadores nunca agiram sobre os mesmos objetos criando inconsist ncias na integridade do sistema 131 Ramos Uma vez que tenha sido definido o segmento a edi o por usu rios m ltiplos alcan ada pela cria o de um Ramo branch do dataset usado para definir o segmento Um ramo essencialmente um caso especial de filho de um dataset pai Quando o ramo criado o segmento n o pode ser reutilizado mais isto visa impedir que edi es conflitantes ocorram A edi o pode ent o ser iniciada para aquele ramo do dataset O usu rio de um ramo estar habilitado a ver todos os objetos do dataset pai e poder editar qualquer um deles livremente incluindo os que est o fora do segmento definido Entretanto ele s conseguira fundir merge novamente com o pai os que estiverem definidos no segmento Pontos de Chec
76. rios atrav s da liga o de seus modelos baseados em aplicativos com dados contidos no sistema tentar encontrar respostas para quest es tais como qual o local mais adequado para implantar uma nova sede para uma rede de supermercados ou qual ser o efeito deste empreendimento na rea ao redor do local implantado A amplia o do n mero de usu rios de SIG tem desempenhado um papel importante e positivo para o amadurecimento da cultura cartogr fica pois ao gerar a demanda por informa es espaciais com qualidade desencadeiam processos que consegiientemente determinam a pol tica a ser adotada para a produ o das bases cartogr ficas Dessa forma o usuario contribui de maneira significativa para o aprimoramento t cnico dos n cleos produtores daquelas informa es sejam eles p blicos ou privados Dentro deste contexto a otimiza o do processo de sele o das fontes e dos m todos de aquisi o de dados assim como a convers o desses dados para a forma digital imp e a necessidade de ado o de normas e procedimentos que garantam a qualidade das bases de dados gr ficos Cabe ressaltar que para um SIG possa fornecer informa es confi veis como apoio tomada de decis o a consist ncia l gica dos dados espaciais deve estar preservada e isenta de erros As fontes de erros nesse tipo de sistema podem ter duas origens uma nos dados alfanum ricos inseridos no banco de dados utilizado estando os erros relacion
77. semi autom tica As cotas das curvas mestras devem ser colocadas sobre as curvas sem interromp las Nas coloca es dos textos respectivos a cota deve se colocar a origem do texto na mesma origem das c lulas a fim de facilitar a leitura dos valores das mesmas em rotinas criadas para futura convers o de 2D para 3D d Vetoriza o da Planimetria Consiste na vetoriza o dos elementos lineares pontuais e de rea bem como na coloca o dos textos e s mbolos encontrados na carta referentes ao 81 original de planimetria cor preta Basicamente o trabalho de vetoriza o dividido em tr s partes Vetoriza o do tra ado vi rio Coloca o de c lulas de edifica es e infra estrutura Vetoriza o de rea urbanizada A vetoriza o da planimetria deve ser executada de maneira criteriosa pois os tra ados vi rios encontrados nas cartas e originais s o extremamente importantes em temos posicionais Portanto o perfeito casamento do posicionamento dos vetores com as fei es encontradas no arquivo matrical devem ser realizados com rigor 82 Parte II QUALIDADE DE DADOS EM ESTRUTURA VETORIAL PARA USO EM SIG 2 3 Qualidade de dados para SIG Os SIG s o ferramentas poderosas que exigem investimentos relativamente alto quando comparado a ferramentas de desenho como o CAD O custo alto adv m n o somente da aquisi o de hardware software e treinamento de pessoal mas tamb m dos n o considerad
78. ser utilizado em um SIG h necessidade da manipula o dos arquivos digitais realizando a padroniza o de atributos e a exclus o de erros e excessos gerados pelos processos de aquisi o de dados Essa manipula o chamada de valida o e estrutura o de arquivos digitais em formato vetorial A metodologia de valida o e estrutura o de arquivos digitais vetoriais desenvolveu se na DSG com a necessidade de se fornecer arquivos sem erros e j estruturados aptos para um SIG para a Companhia Paranaense de Energia El trica COPEL Para isto foi necess ria a cria o da Tabela da Base Cartogr fica Digital TBCD que padronizou a aquisi o e organiza o dos elementos espaciais cartogr ficos objetos do mundo real no software MicroStation Com os objetos organizados deu se in cio aos trabalhos de modelagem do banco de dados e desenvolvimento de algoritmos capazes de automatizar processos mec nicos da cartografia dando origem ent o ao que chamamos hoje de valida o e estrutura o Esta metodologia criada melhorou a qualidade dos produtos cartogr ficos e aumentou a capacidade de produ o cartogr fica da DSG A metodologia continuamente aprimorada com vista ao melhoramento da qualidade dos produtos bem como a velocidade de produ o cartogr fica importante salientar que a valida o dos arquivos digitais vetoriais realizada por meio da aplica o de rotinas baseadas em algoritmos geom tricos que verif
79. seus m dulos internos Se o Gothic usado sobre uma plataforma diferente necess ria uma Interface do Sistema 111 Operacional compat vel por m o resto do sistema permanece o mesmo independente da plataforma A DSG utiliza uma vers o do Gothic cuja Interface do Sistema Operacional baseada sobre o Excced um emulador do Sistema Operacional Unix que por sua vez roda sobre Sistemas Operacionais baseados em tecnologia Windows X Server O Gothic usa o sistema de ger ncia de janelas OSF Motif no topo do sistema X Window para todas as sa das gr ficas e intera es com os usu rios Isto significa que todas as aplica es baseadas em Gothic t m apar ncia e interface com os usu rios consistentes No Windows NT tamb m usado o sistema X Window dando ao Gothic a apar ncia de janelas H no sistema ferramentas de interface com os usu rios que prov em interfaces b sicas para tarefas simples como entradas de dados caixas de di logos sele es em listas etc Estas ferramentas comuns garantem interfaces com o usu rio consistentes entre as aplica es Gothic Data Access Manager A DAM Data Access Manager Gerenciador de Acessos de Dados um programa isolado que gerencia os conjuntos de dados de um ou m ltiplos BD Sua fun o validar o acesso aos BD tanto quantitativamente quanto qualitativamente em rela o ao n mero de clientes concorrentes e aos tipos de softwares e usu rios que acessam
80. sobre os objetos ponto cotados que n o possuem valores altim tricos cadastrados 21 Checa altitude cota A rotina compara o valor do atributo altitude do objeto ponto cotado j cadastrado com o objeto texto mais pr ximo Caso n o haja igualdade entre os dois valores a rotina marca o objeto ponto cotado para que o operador realize a verifica o 4 3 2 Fase IT A segunda fase consiste na defini o e aplica o das regras topol gicas estabelecidas durante a implementa o do processo de valida o dentro do ambiente OO A defini o consiste basicamente na ordena o de prioridades e relacionamentos entre classes de objetos para a aplica o das regras Por exemplo a classe de objetos rodovia pavimentada possui uma prioridade mais elevada em rela o a classe arruamento ou seja no momento de decidir entre qual objeto deve ser modificado aquele que possuir prioridade maior ter prefer ncia em termos de n o altera o de sua geometria A aplica o das regras topol gicas sobre as classes de objetos realizada ap s a defini o das prioridades As regras topol gicas criadas para o trabalho de valida o de dados geogr ficos foram estabelecidas ap s a idealiza o pr tica de como os objetos do 181 Espa o Geogr fico Brasileiro deveriam se comportar para atender as necessidades de cria o de reas que se aplicam neste modelo de dados Rotina da Fase II Para execu o da valida o levando se e
81. tal discuss o justamente a d vida mencionada anteriormente ou seja A cartografia pode ser considerada parte do SIG ou o contr rio o SIG que deve ser considerado como parte da cartografia Muitos da comunidade de SIG especialmente aqueles sem conhecimentos de cartografia consideram como foco da cartografia as atividades de compila o design e produ o enquanto o SIG enfoca a an lise espacial A partir desta perspectiva a cartografia e o SIG possuem uma similaridade t cnica mas diferem em objetivos Por sua vez o conceito tradicional de cartografia concebido primariamente com o design e produ o de mapas separa o SIG da cartografia Nesta perspectiva a cartografia aplicada somente quando requerida uma sa da gr fica em forma de mapa De acordo com este conceito a cartografia pertence a uma pequena parte do SIG 35 Embora os mapas impressos tenham sido usados por muito tempo no estudo de padr es espaciais a ascens o da tecnologia computacional tem possibilitado aos cart grafos visualizar dados mais eficientemente Devido ao aumento deste tipo de visualiza o de dados modelos mais recentes de cartografia incluindo aquele deste texto incorpora an lise cartogr fica como parte do processo cartogr fico Como enfatizado previamente a an lise de dados espaciais o foco principal do SIG Por esta raz o muitos cart grafos consideram o GIS como parte da cartografia o que vem primariamente de
82. veis na interface do usu rio atrav s da declara o public o que permite serem invocados por qualquer outro objeto Os n o vis veis s o referidos como private M todos Os objetos nos SGBDOOs s o manipulados atrav s de m todos Em geral a defini o de um m todo consiste de assinatura e corpo A assinatura especifica o nome do m todo os nomes e classes dos argumentos e a classe do resultado se existir O corpo representa a implementa o do m todo e consiste de um conjunto de instru es expressas em uma dada linguagem de programa o Tipos e Classes Um tipo modela as caracter sticas comuns de um conjunto de objetos e corresponde no o de tipos abstratos de dados Uma classe um conjunto de objetos que tem exatamente a mesma estrutura interna isto os mesmos atributos e mesmos m todos Os modelos de dados orientados a objetos usam o conceito de classe como uma base para instancia o Heran a 2 E um mecanismo de reuso muito poderoso Com a heran a uma classe considerada superclasse pode definir uma subclasse A subclasse herda os atributos 103 m todos e mensagens de sua superclasse e pode ter atributos espec ficos m todos e mensagens adicionais Exemplo Considere duas classes com informa es sobre um conjunto de nibus e caminh es As caracter sticas das duas classes s o mostradas na Figura 2 28 cuja nota o gr fica utilizada representa cada classe por um ret ngulo dividido
83. 11 ang lt 15 ang lt 15 Figura 4 11 Marca o de v rtices que originam ngulos pequenos 17 FlagElemProx Marca v rtices que se encontram pr ximos a objetos adjacentes Os valores limites para identificar a dist ncia entre os v rtices e os objetos a mesma adotada na rotina FlagPeqSeg Para o caso dos objetos lineares da classe altimetria curvas de n vel adotado um valor de 2 m na escala da carta para identificar os v rtices 18 FlagInt Loop Marca v rtices criados pela interse o de objetos lineares que configuram loops e interrup es A Figura 4 12 ilustra algumas situa es que podem ocorrer PES IDO Da Figura 4 12 Situa o marcadas pela rotina FlagInt Loop 19 FlagPtaL vContornos Marca v rtices livres pertencentes ao tra ado de contornos de objetos de rea Figura 4 13 180 A ude Figura 4 13 Situa o na qual o elemento de rea est aberto e apresenta um v rtice livre 20 Cadastra altitude cota Atribui o valor num rico existente num objeto texto pr ximo ao objeto ponto cotado A rotina executada para todos os objetos ponto cotado desde que esteja contido dentro de uma rea de influ ncia em torno destes objetos texto com o valor a ser atribu do Caso exista mais de um objeto texto pr ximo ao objeto ponto cotado a rotina marca este ltimo para que o operador possa realizar a sele o do valor correto Esta rotina foi desenvolvida para ser executada
84. AGFREE e utilizar como refer ncia os arquivos das outras categorias para estender as linhas Figura 3 3 e Figura 3 4 A rotina coloca um circulo na extremidade da linha marca de maneira a caracterizar a ponta livre Estender a cerca at a estrada Figura 3 3 Exemplo de fei o que deve ser estendida na categoria limites Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento Estender a estrada at o contorno de vegeta o Figura 3 4 Exemplo de fei o que deve ser estendida na categoria transportes Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento 153 II Marcar as extremidades de linhas que devem ser livres por meio da rotina MDL MARKFREE Figura 3 5 Esta MDL coloca um tri ngulo na extremidade da linha evitando assim que a mesma seja acusada como ponta livre HI Percorrer e resolver as poss veis pontas livres n o marcadas pelos tri ngulos MDL FLAGFREE IV Procurar pequenas linhas por meio da MDL SHORTCLE Este processo visa detectar desencontros entre dois ou mais cruzamentos que poderiam se fundir em apenas um n conforme mostra o exemplo da figura a seguir Com essa sele o poss vel percorrer todos os elementos eliminando somente aqueles incorretos Figura 3 6 Pontas livres em nascentes de rios Figura 3 5 Exemplo de falsa ponta livre na categoria hidrografia Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento linha pequena que deve ser eliminada Figura 3 6 Exemplo de linha pequena que pode acarretar
85. Brasileiro de Geografia e Estat stica IBGE divide a responsabilidade pela confec o de cartas do mapeamento sistem tico nacional Estas institui es at o final da d cada de 80 produziam seu material cartogr fico apenas em meio anal gico atrav s da impress o em papel de cartas topogr ficas Esses documentos cartogr ficos ainda hoje s o a principal fonte de dados geogr ficos para os SIG que trabalham com dados compat veis as escalas preconizadas para o mapeamento sistem tico A partir de meados da d cada de 90 a DSG seguindo os avan os tecnol gicos da poca realizou a moderniza o de seus equipamentos restituidores anal gicos por meio da adapta o de dispositivo tipo encolder conversor anal gico digital ligados a computadores com sistemas de CAD Computer Aided Design Desenho Assistido por Computador Isto possibilitou a produ o de dados espaciais em meio digital por meio do processo de digitaliza o vetorial Num primeiro momento esses dados n o recebiam qualquer tipo de tratamento ap s a aquisi o pois a necessidade de dados espaciais para SIG n o era t o significativa No final da d cada de 90 por m houve uma crescente procura por dados tratados para SIG A diferen a deste tipo de dados quando comparados aos oriundos das primeiras cartas digitais est na aus ncia de inconsist ncias l gicas e erros geom tricos os quais prejudicam o bom funcionamento do SIG A DSG a partir do ano 2000 pressio
86. CAD Os resultados apresentados no processo de valida o foram bastante significativos tanto em termos de redu o de tempo de produ o como em qualidade final do produto 4 3 Metodologia de Valida o no ambiente OO A metodologia desenvolvida para a realiza o da valida o no sistema Gothic prev a execu o de tr s fases de processamento A primeira fase realiza a valida o dos objetos lineares e pontuais por meio da aplica o de rotinas que levam em conta algoritmos geom tricos equivalentes aos encontrados em sistemas de CAD A segunda fase aplica 171 sobre os objetos ferramentas baseadas em princ pios topol gicos modelados durante a defini o das classes A terceira fase que tamb m envolve a aplica o de regras topol gicas caracterizada por tratar dos objetos de rea A seguir ser o vistos com maior detalhes estas fases para que se possa ter uma vis o mais abrangente sobre a metodologia e as rotinas desenvolvidas para valida o no ambiente OO 4 3 1 Fase I Na primeira fase de valida o a metodologia estabelecida faz com que os temas da TBCD sejam percorridos automaticamente um a um na sequ ncia estabelecida na Tabela 4 1 Durante este processo s o executadas as rotinas sobre as classes de objetos pertencentes aos temas Tema da TBCD N mero de Ordem Sistema transporte 1 Infra estrutura Edifica es Limites Pontos de Refer ncia Hidrografia Localidades Atimetria sem curvas de n vel
87. CAD para forma de linha ponto pol gono e anota o das fei es e extrai diversas propriedades de cada entidade tais como cor nome da camada e tipo de entidade 52 Extrair tamb m os dados de atributos dos s mbolos cartogr ficos blocos c lulas Em alguns casos o ArcView construir topologias rudimentares para as fei es tal como adjac ncia mas n o reconhecer entidades ponto dentro de pol gonos como centr ides Uma vez que as entidades de CAD se encontram dentro do ArcView poss vel fazer opera es adicionais tais como consultas e sobreposi es limitadas de camadas Algumas opera es somente ser o tratadas ap s os temas dos desenhos serem convertidos para o formato ArcView conhecido como shapefile SHP Al m disso ap s a convers o dos temas para o formato shapefile do ArcView os dados podem ser levados para o ARC INFO usando o comando de Shapein Tradu o a partir do formato DXF O formato para troca de desenhos DXF Drawing Exchange Format formato de troca de desenhos um formato de arquivo estabelecido pelo AutoCAD e usado como formato intermedi rio para migra o entre os diferentes programas de CAD Pelo fato do AutoCAD ser amplamente usado este formato se tomou de fato um padr o sendo poss vel sua leitura por diversos pacotes de CAD SIG e GPS Como todo tradutor h ocasionalmente alguma perda da informa o entre programas e isto pode s vezes causar alguns problemas Progr
88. Fechar as reas utilizando a macro VALIDA63 Esta macro possibilita que sejam percorridas as linhas que delimitam uma rea liberando um centr ide identificador ap s o seu fechamento As linhas processadas por meio da macro juntamente com seu centr ide s o enviadas para o n vel 63 para que posteriormente seja rodada a rotina FSHAPED que far o v nculo das reas com o banco de dados transformando as em shapes X Marcar percorrer e resolver as poss veis pontas livres por meio da MDL FLAGFREE XI Apagar moldura marcas de pontas livres do nivel 61 e textos 156 XII Aplicar os atributos do padr o delimitador nas linhas de reas que delimitam a folha importante que os cantos das folhas tenham n s pois o delimitador utilizado em procedimentos futuros de liga o de folhas XIII Retirar os atributos links contidos nos elementos do arquivo por meio da aplica o da MDL TIRA ATRIB Ap s a execu o dos procedimentos para valida o da categoria o arquivo gerado deve ser salvo para garantir a atualiza o dos dados gr ficos trabalhados b Categoria vegeta o Na categoria vegeta o h uma grande quantidade de elementos usados para delimitar as reas dentre esses se incluem elementos de outras categorias As Figuras 3 11 e 3 12 ilustram exemplos comuns de elementos pertencentes a outras categorias que geralmente funcionam como delimitadores de pol gonos de vegeta o rea de vegeta o del
89. N A M TAYLOR D R F Visualization in modern cartography Modern cartography series Pergamon Press Oxford 1994 MACDOUGAL E B The Accuracy of the overlays Landsc Plan 1975 MAGUIRE D J GOODCHILD M F RHIND D Eds Geographical Information Systems Principles and Applications 2 Vol Longman Scientific amp Technical 1991 MAGUIRE David J The raster GIS design model a profile of ERDAS Computers and Geosciences v 18 n 4 p 463 470 1992 NATIONAL CENTER FOR GEOGRAPHIC INFORMATION AND ANALYSIS NCGIA Core Curriculum Edited by Michael F Goodchild and Karen K Kemp Santa Barbara University of California 1990 OLIVEIRA C urio de Curso de Cartografia Moderna 2 ed Rio de Janeiro IBGE 1993 PAREDES E A Sistema de Informa o Geogr fica Principios e Aplica es Geoprocessamento S o Paulo Ed Frica 1994 PERKAL J On the length of empirical curves Discussion paper 10 Ann Arbor Michigan Inter University Community of Matematical Geographers 1966 200 PERKAL J An Attempt at Objective Generalization Michigan Inter University Community of Matematical Geographers Discussion Paper No 10 1996 PEUQUET Donna J A conceptual framework and comparison of spatial data models Cartographica 1984 RAIZ Erwin Cartografia Geral Tradu o Editora Cient fica RJ 1969 SAUNDERS C A Barreto Notas de Cartografia IME RJ 1982 Apostila SMEDLEY B And ALDRED B K Problem w
90. Para tanto foram abordados alguns aspectos te ricos e pr ticos relacionados produ o cartogr fica na DSG Como se pode notar durante o trabalho foram abordados no Cap tulo 2 os principais conceitos relacionados cartografia em meio digital e aos SIG bem como apresentada uma das metodologias de aquisi o na qual foram tratados alguns aspectos relacionados s principais fontes de erros Ainda no Cap tulo 2 foram apresentados os principais conceitos da tecnologia orientada a objetos e as principais caracter sticas do sistema Gothic adotado pela DSG No Cap tulo 3 foi realizada uma descri o pormenorizada da metodologia de valida o de dados em ambiente de CAD adotada atualmente pela DSG nas suas linhas de produ o E por fim foram apresentados os resultados do trabalho de implementa o de nova metodologia de valida o de dados em ambiente orientado a objetos bem como foi realizada uma descri o das rotinas desenvolvidas no Cap tulo 4 Chegou se conclus o de que os ambientes de CAD e Orientado a Objetos embora n o pare am num primeiro momento s o muito diferentes e que esta tecnologia embora tenha surgido a alguns anos atr s ainda constitui se num campo vasto para pesquisa envolvendo diversos conceitos que podem ser aplicados na automatiza o de processos da produ o cartogr fica A possibilidade de tratar os dados adequadamente para uso em SIG dentro de um sistema de banco de banco de dados baseado
91. SLO ODT Aig kates ven cee to EO A aE 47 Sistemas de coordenadas as RG ace 48 Liga o a ALI DUUOS dando ia a SIS ERES apa paia 48 9 bj gs Topo acer Shee OO er atte a EEE T 48 2 2 4 2 O Registro de dados no CAD scsiscsssscacsacesseasiasnscesstessceestaced staecsantenssbaccbdnscdevantecaanvesds 49 2 2 4 3 Relacionamento das entidades do CAD com as fei es do SIG 50 Entidades CAD x tipos de fei es SIG ceras e REAR ee Mak sewss eos aden 50 Urcaniza o do dado CAD ir ordenar SS US ACCESS AG get ariete 52 2 2 4 4 Convers o de CAD para SIG sesseseesssssesesseseesessesesseesssessseesseesseesseeeseresseesseeeseeesseees 52 Leibura diretad e dados ssa eq A EE R ns 52 Tradu o a partir do formato DXF secs esas gras posar e RETO pa Sa aaa esas o aaa 53 Programas h bridos CAD SIO ice cssssssesecdscseasscetisnyavsescisvansdeetasesdaacdenddeeasdeeedesaesdactenntee 53 2 2 5 Estrutura o de dados vetoriais em CAD re ereeeeereracereracanaa 54 2 2 6 Aquisi o de dados vetoriais para SIG via CAD ea 58 2 2 6 1 Processo de digitaliza o vetorial ou vetoriza o rea 58 Dicitaliza o Matricial sos fas augns ecoa geada II pI TAN ei ag Saia 58 Tipo de Orishas saias aan RT SO ARNS 60 REQUISIIOS Ce Qualidade essa nao raias as as desacato eae 60 IKE OFN KO NEN SE ott aus se coca ccules E NS UNE UR DE UR RR E EEE 64 xiii Confeccdo de moldura e AS 64 Reg
92. Tabela 3 3 Arquivos de categorias e de textos associados Segii ncias de opera es para valida o das categorias a Todas as categorias A sequ ncia de opera es que devem ser executadas para todas as categorias exceto para a categoria vegeta o a que segue I Quebrar todos os elementos lineares do arquivo por meio do uso da ferramenta MDL DROPLS Il Eliminar as linhas duplicadas mesmas coordenadas MDL DDUPLINE HI Gerar as interse es entre os elementos lineares MDL FIXIN IV Eliminar c lulas duplicadas e marcar c lulas pr ximas MDL DDUPCELL V Unir as linhas cont guas MDL JOINSEG VI Eliminar as linhas menores que a toler ncia com 1 ponta livre MDL SHORTCLE VII Estender todas as pontas livres usando 10m escala 1 25 000 e 15m escala 1 50 000 MDL EXTEND 152 VIII Quebrar todos os elementos lineares MDL DROPLS IX Gerar as interse es entre os elementos lineares MDL FIXIN X Unir as linhas cont guas MDL JOINSEG XI No arquivo de sa da gerado eliminar as linhas menores que a toler ncia com 1 ponta livre MDL SHORTCLE XII Recuar para a posi o original todas as pontas livres que n o geraram interse o com outros elementos utilizando 10m escala 1 25 000 e 15 m escala 1 50 000 MDL EXTEND Procedimentos utilizados somente para as categorias de sistema de transporte e limites I Marcar todas as pontas livres por meio da rotina MDL FL
93. Theme para registro das marcas Annotation Theme como nao dado para etiquetar Uma tabela de atributos de pontos Point Attribute Table PAT criada na camada de informa o Line Theme Uma tabela de atributos de arco Arc Attribute Table AAT criada na camada de informa o ArcCAD criar tamb m um tema de linha como parte de uma camada de informa o de linha quando usar DDfeat Polygon Theme Uma tabela de atributos de pol gonos Polygon Attribute Table PAT criada para a camada de informa o A edi o das entidades dos limites devem ser feitas para o AAT O valor do texto salvo no Acad Text Item Os atributos s o salvos nos Items usando o nome de etiqueta de identifica o como o nome do item Tabela 2 1 Rela o entre fei es geogr ficas entidades do AutoCAD conte dos do Banco de Dados e fei es de SIG Fonte adaptado de Schaeffer 2005 51 Organiza o do dado CAD O CAD usa layers ou camadas para esta finalidade outro termo tamb m usado levels ou n veis Em ambiente de CAD as camadas ou n veis s o usados na maior parte para controlar a visualiza o das entidades definindo cores e tipos de linhas para os diferentes objetos podendo ativar ou desativar a visualiza o das camadas ou n veis sobrepondo as conforme o desejado Mas uma camada no CAD tamb m similar a uma camada de SIG naquela todos os dados da camada s o geralme
94. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL CENTRO ESTADUAL DE PESQUISAS EM SENSORIAMENTO REMOTO E METEOROLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM SENSORIAMENTO REMOTO VALIDA O DE DADOS GEOGR FICOS ESPACIAIS EM AMBIENTE ORIENTADO A OBJETO MARCUS FABIANO SILVA SALDANHA Engenheiro Militar Cart grafo Orientador Prof Dr Francisco Humberto Sim es Magro Porto Alegre RS outubro de 2005 Disserta o apresentada como requisito parcial para obten o do grau de Mestre em Sensoriamento Remoto rea de concentra o Geoprocessamento UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL CENTRO ESTADUAL DE PESQUISAS EM SENSORIAMENTO REMOTO E METEOROLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM SENSORIAMENTO REMOTO VALIDA O DE DADOS GEOGR FICOS ESPACIAIS EM AMBIENTE ORIENTADO A OBJETO MARCUS FABIANO SILVA SALDANHA Engenheiro Militar Cart grafo Disserta o apresentada ao Curso de P s Gradua o em Sensoriamento Remoto e Meteorologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul como requisito parcial obten o do t tulo de mestre Orientador Prof Dr Francisco Humberto Sim es Magro Porto Alegre Outubro de 2005 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL CENTRO ESTADUAL DE PESQUISAS EM SENSORIAMENTO REMOTO E METEOROLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM SENSORIAMENTO REMOTO VALIDA O DE DADOS GEOGR FICOS ESPACIAIS EM AMBIENTE ORIENTADOA A OBJETO MARCUS FABIANO SILVA SALDANHA Engenheiro Cart grafo UFPR Enge
95. a fatores de escala e a condi o de n o ortogonalidade entre eixos Ze 9 9 uma matriz coluna 2x1 contendo os par metros de transforma o e e f Ro relativos s transla es nos eixos x e y respectivamente Os significados dos par metros a b c e d s o dados pelas seguintes express es matem ticas 6 A 6 A 9 991 p 991 a EOS pros A EN cos cos Cog Es Ta tea 9 9 cos cos onde Sr eS s o os fatores de escala em x e y respectivamente 66 o ngulo de rota o e a condi o de n o ortogonalidade entre eixos A manipula o das express es apresentadas acima permite que se chegue aos valores dos fatores de escala em x e y Sy e Sy o valor da rota o e o valor da condi o de n o ortogonalidade entre eixos que matematicamente podem ser expressos por 29 9 9tan 9 gt 9 9d 9 2b Soran S 2 292899199 9a 9 S la SOB gt cos 227 cos S d cos O modelo matem tico apresentado exige que sejam realizadas observa es sobre pelo menos tr s pontos com coordenadas conhecidas nos dois sistemas considerados o de CAD e o da imagem em formato matricial Isto permite uma solu o nica na determina o dos par metros de transforma o A leitura de quatro pontos hom logos cantos da moldura e cantos de ajuste dos originais garante a condi o m nima para determina o dos par metros de transforma o fornecendo somente d
96. a produtiva neste ambiente portanto n o a tecnologia em si ou o ambiente propriamente dito mas sim a padroniza o minuciosa de procedimentos que garanta ao final do processo produtivo um material cartogr fico confi vel e de qualidade De forma sint tica as fases de produ o atual usando os meios digitais se resumem em aquisi o tratamento e simboliza o de dados A produ o de base cartogr fica para atender os SIG apresenta algumas caracter sticas espec ficas diferentes da cartografia automatizada pois nessa al m da apresenta o cartogr fica passam a estar envolvidos como objetivos priorit rios a manuten o da integridade de atributos l gicos e o perfeito relacionamento das diferentes fei es representadas nas bases de dados gr ficos no sentido de prover ao usu rio o acesso gil e seguro informa o georreferenciada A consequ ncia que os procedimentos t cnicos e os recursos humanos envolvidos nesse processo necessitam de aprimoramento qualitativo a fim de manter o elevado grau de qualidade necess rio A cartografia digital tem na ci ncia da computa o um instrumento imprescind vel sendo esta amplamente empregada nas diversas etapas da constru o das bases de dados A inform tica se faz presente desde a aquisi o do dado prim rio por meio dos levantamentos at a disponibilidade final da informa o em dispositivos de impress o e visualiza o A necessidade de padroniza o de procedimentos
97. a trabalha na mesma maneira que a EliminaDup 1 ou seja por meio da aplica o de uma rea de influ ncia ao longo dos objetos considerado como elemento duplicado a b Figura 4 8 Poss vel elemento duplicado a gerado ap s aplica o das rotinas ExtLinhasFlut e GerarIntersecoes e b detectado para elimina o pela rotina EliminaDup 9 UnirLinhas 1 Une linhas cont guas de mesma classe e com os mesmos atributos 177 10 DelLinhasPeq_2 Igual a rotina DelLinhasPeq 1 A rotina executada novamente para eliminar segmentos de linhas pequenos gerados pela aplica o da rotina EliminarDup 2 Por exemplo dois segmentos de linhas curtos sobrepostos configuravam a inexist ncia de pontas livres quando executado o EliminarDup 2 um dos elementos foi eliminado e configurou se o segmento curto com ponta livre Figura 4 9 elemento duplicado sobrepostos Figura 4 9 Elementos sobrepostos ap s a execu o de EliminaDup podem configurar segmentos curtos Outra finalidade da rotina identificar e re classificar segmentos curtos que possuam continuidade com elementos de outra classe preparando o para ser unido durante o processamento da rotina UnirLinhas 2 11 UnirLinhas 2 Id ntico ao UnirLinhas 1 12 FiltrarLinhas 2 Id ntico ao FiltrarLinhas 1 A rotina executada novamente tendo em vista a uni o dos v rtices criados pelas rotinas anteriores 13 ConectarCerca ContVeg A rotina
98. acktracking Uma vantagem de criar pontos de checagem que as mudan as na vers o terminal podem ser abandonadas por backtracking para retomar a vers o anterior a qual ser aberta como vers o final Portanto supondo se a edi o do dataset para adicionar um n mero de objetos Se depois de efetuar as mudan as ele quiser desfazer basta efetuar um backtracking que para todos os fins como se nada tivesse ocorrido Conceitualmente o backtraing o oposto do ponto de checagem O backtraing equivale ao um undo para a edi o Compressing Para acessar uma vers o corrente todas as anteriores s o percorridas pelo sistema pois as vers es s o incrementais Logo se o n mero de vers es de um dataset grande o acesso e as pesquisas tomam se lentas O compressing um meio pelo qual uma s rie de vers es pode ser amalgamada Quando uma compress o feita uma nova vers o criada contendo as mudan as de todas as vers es escritas Uma vez terminada as vers es originais s o apagadas da arvore de vers es E poss vel comprimir apenas uma parte da rvore de vers es Tecnicamente n o h limite para o n mero de vers es por m 128 recomendado que n o ultrapassem de 10 pontos de checagem tamb m recomendado que se comprima no m ximo 5 pontos de checagem por vez Conjunto de dados Filho Childs Denomina se de child a uma c pia l gica do dataset ou seja uma c pia sem a replica o em disco do dataset A Fi
99. ada a todos os aspectos relacionados ao manuseio de informa es geogr ficas pelas seguintes raz es adaptado Kraak amp Ormeling 1996 os mapas s o uma interface direta e iterativa para os SIG os mapas podem ser usados para indexa o de fen menos ou objetos contidos nos SIG 36 os mapas como meio de visualiza o podem ajudar na explora o visual de dados possibilitando tamb m a descoberta de padr es e correla es e na comunica o visual dos resultados oriundos da explora o dos dados nos SIG e na fase de sa da ou disponibiliza o de resultados as ferramentas dispon veis nos softwares de cartografia s o superiores as fun es de sa da dos SIG comuns 37 Parte II AQUISI O DE DADOS GEOGR FICOS ARMAZENADOS EM ESTRUTURA VETORIAL 2 2 Aquisi o de dados A aquisi o de dados o ponto inicial para a obten o de informa es geogr ficas de natureza espacial Para ambientes baseado em dados digitais desta natureza fundamental entender como se d o processo de aquisi o Existem dois m todos b sicos de aquisi o de dados vetoriais a digitaliza o vetorial tamb m conhecida por vetoriza o e a restitui o fotogram trica A seguir ser o abordados alguns aspectos relativos a aquisi o deste tipo de dados bem como ser descrito de forma minuciosa o m todo de digitaliza o vetorial por ser considerada uma opera o comum aos ambientes de SIG 2 2 1 Entrada
100. ada em n vel de goth links e goth n s essas refer ncias s o usadas para indicar como as primitivas s o conectadas Novamente estes s o usados na reconstru o ao n vel de objeto para determinar como os objetos s o unidos um ao outro Figura 2 39 x Link n x Link n lt gt Referencia gt Conex o Figura 2 39 Conex o entre link e n para definir a conectividade entre os objetos 124 Topologia on the fly A topologia mantida todo o tempo sem a necessidade efetuar processamento Isto poss vel devido a referencias usadas entre as primitivas e objetos Regras de topologia H tr s regras que podem ser definidas a partir de uma classe sobre outra n compartilhado share node n dividido node split e liga o dividida link split link Estas regras ser o utilizadas quando um objeto capturar outro Sendo estas regras v lidas somente para o caso de classes que herdaram caracter sticas da classe base tipo simple devendo estar desativado o tipo espagheti na interface da topologia Conseqiientemente poss vel ativar e desativar essas regras Al m disso essas regras podem ser adicionadas apagadas ou modificadas a qualquer tempo As regras podem ser definidas entre diferentes classes ou auto referenciar se para determinar como os objetos interagem com outros da sua pr pria classe A Tabela 2 8 ilustra estas regras e a maneira como s o aplicadas As regras mais complexas absorvem as d
101. adado Portanto cada usu rio dos dados deve conduzir algum n vel de valida o antes de usa los para assegurar a adequa o dos mesmos em sua aplica o Isto pode envolver somente uma r pida vistoria geral dos sum rios estat sticos da base de dados ou uma revis o da documenta o do metadado Em muitos casos entretanto esfor os mais extensivos de valida o podem ser necess rios requerendo uma avalia o mais profunda dos dados 3 1 3 Necessidade de validar os dados Atualmente consenso geral que os dados geogr ficos devem obrigatoriamente ser preparados antes de serem usados nos SIG O preparo dos dados implica em valida los de acordo com os princ pios b sicos estabelecidos n o s por regras topol gicas mas tamb m por aquelas oriundas dos conceitos relacionados ao uso de BD Alguns aspectos podem ajudar a entender os principais motivos para a necessidade de validar os dados a Dado digital Os produtos tradicionais de dados tais como mapas topogr ficos do governo s o baseados em formatos anal gicos conhecidos com padr es de exatid o publicados Os usu rios dos dados s o submetidos frequentemente a exatid o espacial e tem tica destes produtos e est o cientes das necessidades cartogr ficas do aumento crescente da espessura de linha da simbologia para representa o do objeto e do grau de generaliza o com as mudan as de escalas dos mapas 136 Quando nos distanciamos dos produtos anal gicos para
102. ados coleta ou cadastro desse tipo de informa o no sistema a outra diz respeito aos dados espaciais ou seja aos elementos gr ficos que representam espacialmente a distribui o das informa es Estes erros est o relacionados ao tratamento inadequado ap s aquisi o ou ainda a fontes de dados n o confi veis Para eliminar ou em ltima an lise minimizar os erros citados necess ria a ado o de a es preventivas na fase respons vel pela fonte de erro Estas a es devem ser baseadas em procedimentos t cnicos que devem ser rigidamente executados visando como meta final o controle de qualidade das informa es Para o caso de inconsist ncias oriundas do cadastro incorreto de dado alfanum rico nos bancos de dados os procedimentos de controle e corre o dependem diretamente de a es humanas pois a natureza das informa es em quest o n o permite o emprego de outros recursos Este tipo de informa o por m geralmente cadastrado e gerenciado por rg os e institui es p blicas o que de certa forma uma garantia para a qualidade e validade das informa es Para o outro caso ou seja a informa o espacial cujas inconsist ncias t m origem no tratamento inadequado ap s aquisi o poss vel o uso de recursos computacionais no aux lio corre o dos dados Esta tarefa pode ser realizada utilizando rotinas pr existentes na maioria dos sistemas dispon veis no mercado ou atrav s da implementa
103. agem backtracks e compress es podem ser operadas no ramo como se fosse um dataset normal Merging O processo de atualiza o update do dataset pai usando o material do ramo editado chamamos de fus o merging Quando o ramo fundido retomamos ao pai e somente edi es definidas no segmento original ser o fundidas Qualquer das edi es fora do segmento n o ser fundida Somente apos todos os ramos serem fundidos com o pai e que este poder ser novamente editado Mais sobre Merging Um ramo pode ser fundido apenas uma vez Se tentarmos fundir uma segunda vez n o ser poss vel faze lo Portanto recomendado que se apague os ramos ap s a fus o para evitar futuras confus es Se quisermos podemos recriar o ramo novamente a partir do segmento original E poss vel criar ramos dos ramos por m deveremos refundi los com o ramo original antes que este seja fundido com o pai 132 Clones Podemos usar ramos para fazer simula es de cen rios usando o que chamaremos de clones Um clone uma copia de um ramo Entretanto somente um clone poder ser fundido novamente com o dataset original A possibilidade de investigar cen rios e muito til para se efetuar simula es procurando a melhor solu o para um problema e quando a melhor solu o encontrada as demais s o descartadas elimina o dos demais clones 133 Cap tulo 3 METODOLOGIA 3 1 Valida o de banco de dados geogr ficos A valida
104. aior coleta tamb m permite uma verifica o visual da coincid ncia dos vetores e com a imagem da carta Vetoriza o A efici ncia desta fase depende da qualidade do software de vetoriza o e da experi ncia do operador A atividade de digitaliza o vetorial uma tarefa muito cansativa normalmente consome muito tempo e em decorr ncia deste fator alguns erros podem ser cometidos Por isso os softwares usados para este fim geralmente fornecem ferramentas que auxiliam o operador a identificar e corrigir poss veis erros grosseiros Basicamente existem duas t cnicas para a convers o em formato vetorial de dados espaciais encontrados em cartas impressas ou originais cartogr ficos a baseada na vetoriza o em tela e a vetoriza o manual A diferen a b sica entre elas que enquanto a primeira depende exclusivamente do uso de softwares a segunda depende al m destes do dispositivo conhecido como mesa digitalizadora Vetoriza o em tela A vetoriza o em tela pode ser realizada sobre originais cartogr ficos ou cartas impressas transformadas em imagens por meio de convers o anal gico digital via scanner A primeira situa o a adotada pelas institui es de mapeamento nacional para passar para o meio vetorial cartas j existentes visando a atualiza o ou simplesmente o uso de algumas informa es existentes tais como curvas de n vel e pontos cotados J a segunda op o adotada pela maioria dos usu rios
105. ala 1 25 000 175 Figura 4 4 Aplica o da rotina ExtLinhasFlut sobre elementos menores que 30 m 175 Figura 4 5 Situa o poss vel de alguns elementos lineares antes a e ap s a aplica o da rotina ExtLinFlut b e o loop gerado ieee sean as itundao Disiai Spain deen cadet 176 Figura 4 6 Aplica o da rotina Gerarlntersecoes em cruzamentos de elementos lineares sect S AE dono Cana ca i de cass AE ees TA DE ots oak EE O a dn esas Eee ere Bene Se 176 Figura 4 7 Situa o nas quais o segmento de linha curto ser eliminado sis sss si reesei E ES E ABA SS OS sehen Meade in ES 177 Figura 4 8 Poss vel elemento duplicado a gerado ap s aplica o das rotinas ExtLinhasFlut e Gerarlntersecoes e b detectado para elimina o pela rotina peNGEEG yi et DAE o OR UR AR RAR ARA ER ADE re ey net ear nS RO ARPB SINO DEDESP PRESA PRO EDNA UE RR 177 Figura 4 9 Elementos sobrepostos ap s a execu o de EliminaDup podem configurar SESMENCOS CURTOS ni ina e eaa a a a e a aa a 178 Figura 4 10 Marca o dos v rtices livres para serem checados pelo COPE AG OE si serasa ies e e A ES DS Aa E e Ce E ERS 179 Figura 4 11 Marca o de v rtices que originam ngulos pequenos 180 Figura 4 12 Situa o marcadas pela rotina FlagInt Loop 180 Figura 4 13 Situa o na qual o elemento de rea est aberto e apresenta um v rtice Figura 4 14 Burac
106. alida o geom trica adotada pelas institui es respons veis pelo mapeamento sistem tico adota este princ pio para desenvolvimento de rotinas de automatiza o de processos Basicamente os erros geom tricos apresentados que podem ser corrigidos via emprego de rotinas computacionais s o v rtice ap s o ponto v rtice antes do ponto v rtice formando pico rea aberta e elemento duplicado Os demais erros a saber aus ncia de elemento e falta de centr ide devem ser corrigidos manualmente pelo operador ap s terem sido detectados pela revis o O Cap tulo 3 tece alguns coment rios em rela o valida o de BD geogr ficos e descreve pormenorizadamente o processo de valida o de arquivos vetoriais atualmente realizado no mbito da DSG 2 3 4 Algoritmo Douglas Peucker Trata se do m todo mais utilizado pelos sistemas de informa es geogr ficas Concebido inicialmente para resolver o problema do n mero excessivo de pontos resultantes da convers o de dados gr ficos para o formato digital o m todo de Douglas Peucker baseia se na seguinte id ia se nenhum ponto da linha encontra se mais afastado do que uma certa dist ncia vertical ao segmento de reta que liga os extremos da linha ent o esse segmento de reta suficiente para representar a linha Este m todo considerado uma 96 t cnica global de generaliza o pois analisa cada linha como um todo A Figura 2 27 ilustra a aplica o do algoritmo de
107. amada de super classe e a classe nova criada que herda itens a partir da super classe chamada de sub classe Como as classes posteriores s o criadas usando a heran a uma rvore de classes relacionadas ou a hierarquia da heran a ser desenvolvida poss vel para uma classe objeto ser definida para herdar valores refer ncias comportamentos e m todos a partir de mais de uma classe parente Esta chamada de m ltipla heran a Quando uma heran a m ltipla for usada poss vel que um valor m todo ou comportamento que ser herdado a partir de uma super classe confronte com um valor a ser herdado de outra super classe Quando uma classe nova for definida o usu rio indica uma lista de super classes das quais a nova classe deveria herdar valores m todos e comportamentos A ordem das classes na lista indica qual deveria ser herdada se um conflito acontecer Os valores podem se definidos para ser em foco global ou local Um valor que foi definido para ter um foco global pode ser imputado a qualquer classe de objeto no dataset Um valor que foi definido para ter um foco local pode somente ser imputado uma classe de objeto para que esteja definida e qualquer classe que herde valores desta classe Se um valor for definido com foco local em uma classe poss vel definir outro valor de mesmo nome por m n o necessariamente de mesmo tipo de dados com foco local em outra na catarata O Lamps2 suprido com uma sele o de base de
108. amas h bridos CAD SIG Um programa h brido CAD SIG cobre geralmente fun es de SIG no programa de CAD dando aos usu rios o melhor dos dois mundos Por exemplo o programa ArcCAD da ESRI trabalha com a interface do AutoCAD a ponto de todas as fun es do AutoCAD de cria o gr fica edi o e apresenta o em tela ser disponibilizadas enquanto possibilita o uso das fun es de constru o de topologia pesquisa e an lises do ARC INFO num estilo de menu e caixas de di logo do AutoCAD Como o AutoCAD de f cil customiza o possibilitando a cria o de diversas ferramentas isto significa que a maioria das fun es do ArcCAD pode ser customizadas para uma melhor produtividade dos desenhos realizados regularmente no AutoCAD pelos usu rios que n o possuem o ArcCAD As camadas de informa o criadas no ArcCAD podem ser exportadas em formato E00 para uso no ARC INFO ou outros programas que podem ler os arquivos E00 ou como Shapefile que podem ser lidos diretamente pelo ArcView Novas 53 fei es criadas como opera es do ArcCAD tais como Buffer podem ser visualizadas como entidades do AutoCAD e ent o usadas No geral um programa h brido CAD SIG tal como o ArcCAD a maneira mais eficiente de lidar com dados CAD dentro de um SIG desde que voc tenha as fun es de CAD e SIG dispon veis num mesmo programa Isto permite ao operador corrigir problemas oriundos de erros do CAD por meio de ferramentas dispon veis no
109. ando entender como o mesmo funcionava no ambiente de CAD e se o mesmo seria adequado para ser empregado no ambiente orientado a objetos do Gothic Estudo da linguagem de programa o LULL O estudo da linguagem de programa o LULL foi realizado por meio da an lise do material bibliogr fico existente na 1 Divis o de Levantamento basicamente manuais de programa o e guias de inicia o r pida do software Desta fase foi poss vel antever o grau de complexidade do sistema e tamb m a potencialidade do mesmo em termos de simula o das fei es encontradas no mundo real Como mencionada anteriormente a linguagem 169 LULL assemelha se muito em termos de estrutura a antiga linguagem Pascal e a linguagem C Dado o fato de que as rotinas MDL desenvolvidas para uso em ambiente de CAD s o desenvolvidas em C n o houve dificuldades maiores para entender seu funcionamento Entretanto como a linguagem LULL trabalha sobre dados armazenados em banco de dados houve uma necessidade maior em compreender como o mesmo funcionava e como os conceitos da orienta o a objetos eram aplicados sobre os dados geogr ficos Analise das fun es existentes na biblioteca do Gothic Como foi mencionado anteriormente o sucesso da programa o no ambiente do Gothic ou seja das implementa es das rotinas reside basicamente no conhecimento das fun es existentes no sistema Neste ponto foi necess rio o aux lio de operadores experiente na programa o
110. ando isto se faz necess rio Depois de realizada esta opera o inicial seguiu se execu o sobre os objetos do processo de valida o 4 4 1 Resultados Obtidos Os resultados apresentados durante a execu o parcial das fases de valida o e ap s a aplica o completa da metodologia mostraram melhoras significativas em termos de redu o de tempo de produ o e na qualidade final dos dados Para se ter uma no o mais clara por exemplo da redu o de tempo de produ o basta mencionar que na valida o em ambiente de CAD de um nico arquivo daqueles selecionados para a avalia o foram gastos cerca de 45 dias de trabalho J o mesmo trabalho no ambiente orientado a objetos usando a metodologia desenvolvida foi realizado em apenas 5 dias de trabalho O fator principal para atingir tal redu o de tempo no processo de valida o se deve basicamente aos aspectos mencionados a seguir 188 Algumas rotinas computacionais foram organizadas em grupos para a serem executadas de acordo com uma ordem l gica e de forma autom tica rotinas da Etapa Autom tica da Fase I da metodologia de valida o possibilidade de uso de regras topol gicas no desenvolvimento das rotinas permitiu inserir certa intelig ncia nos dados tornando os auto ajust veis a realidade do espa o geogr fico modelado Fase II da metodologia de valida o cria o de reas aplicando o conceito de delimitadores e implementa o de re
111. ar de apontadores pol gono direita pol gono esquerda contendo o pol gono B indica um pol gono adjacente a ele por ter um arco em comum Os arcos 3 4 e 5 identificam os pol gonos adjacentes ao pol gono B sendo que o tratamento dado rea externa aos pol gonos assinalada na figura como pol gono D varia de acordo com a implementa o de cada sistema Tabela Atributo de Pol gonos 4 Tabela de Atributo de Arcos Tabela Geometria de Arcos N de reaa N mero Coordenadas Destino direita 1 Xi Yi XoYo Cc A 2 XY Xe o dt ie etc Figura 2 20 Relacionamento de pol gonos adjacentes Fonte adaptado de NCGIA 1990 Existem muitas varia es de estruturas de dados desenvolvidas para o armazenamento da topologia de objetos espaciais Um exemplo de estrutura mais elaborada a utilizada pelo sistema CanSIS Canadian Soil Information System desenvolvida pelo Departamento de Agricultura do Canad que utiliza entre outras coisas uma estrutura para armazenar informa es sobre objetos Um objeto pode conter uma lista de pol gonos associada a um nico conjunto de atributos permitindo por exemplo um tratamento adequado representa o de um 46 arquip lago NCGIA 19901 2 2 4 A confec o de mapas com CAD O CAD Computer Aided Drafting ou desenho auxiliado por computador e o CAM Computer Aided Mapping mapeamento auxiliado por
112. arquivos digitais correspondentes s categorias definidas na TBCD 3 2 2 Crit rios para cria o de classes de elementos espaciais A cria o de classes de elementos espaciais para fins cartogr ficos segue crit rios bem definidos para facilitar sua manipula o pelo usu rio A organiza o dos dados espaciais em categorias de dados geogr ficos deve ser realizada de maneira clara e com regras que obede am ao senso comum A seguir ser o abordados os aspectos relacionados ao assunto para um melhor entendimento a Os elementos espaciais de uma mesma categoria ter o por caracter stica fundamental o seu aspecto funcional para o ser humano 139 b Quando os elementos espaciais n o apresentarem aspectos funcionais relevantes ser o agregados em categorias de acordo com a forma dos mesmos c Todos os elementos espaciais definidos no T 34 700 constar o na Base Cartogr fica Digital e estar o enquadrados em uma categoria 3 2 3 Defini o das categorias A TBCD criada pela DSG estabelece a exist ncia de 9 nove categorias b sicas que a princ pio englobam todas as fei es poss veis de ser encontradas dentro do espa o geogr fico brasileiro As categorias definidas pela TBCD tomam por base os princ pios descritos logo abaixo Sistema de Transporte Categoria que engloba todas as vias de acesso obras de arte e edifica es que sirvam de base ou apoio para o deslocamento humano transporte de recursos econ
113. artogr fico ou no processo de convers o deste desenho para o meio digital Sendo neste ltimo acarretado por defici ncias na fase de registro do material cartogr fico durante o processo de digitaliza o vetorial I Fontes de erros bvias 1 Idade dos dados 2 Cobetura da rea parcial ou completa 3 Escala do mapa 4 Densidade de observa es 5 Relev ncia 6 Formato 7 Acessibilidade 8 Custo II Erros resultante de varia es naturais ou de medi es originais 1 Acur cia posicional 2 Acur cia do conte do quantitativa e qualitativa 3 Fontes de varia o dos dados entrada de dados ou sa da defeituosa ru dos de observa o varia o natural III Erros surgidos no processamento 1 Erros num ricos no computador limita o da representa o de n meros do computador 2 Enganos surgidos por meio de an lises topol gicas emprego errado da l gica problemas associados com a sobre posi o de mapas 3 Problemas de classifica o e generaliza o metodologia defini o do intervalo de classes interpola o Quadro 2 1 Fontes de poss veis erros para os SIG Fonte adaptado de Burrough 1986 Os erros devido exatid o de conte do n mero 2 do item II do quadro dizem respeito corre o ou aus ncia de ru do nos atributos vinculados aos pontos linhas e reas contidos no BD geogr fico A exatid o qualitativa diz respeito a corre o da defini o dos element
114. as em contraste com a suposi o da an lise estat stica torna esta ferramenta um dispositivo poderoso que deve ser constru do e usado com cuidado 18 A vis o de David DiBiase inclui a comunica o na por o do dom nio p blico do modelo Seu modelo tamb m sugere que a visualiza o ocupa um lugar ao longo do cont nuo com a explora o e confirma o no dom nio privado e s ntese e apresenta o no dom nio p blico Para ele o dom nio privado se constitui do pensamento visual e o dom nio p blico da comunica o visual De acordo com Alan MacEachren este ponto de vista est usando o termo visualiza o numa nova maneira para descrever a cartografia como uma ferramenta de pesquisa O pr prio MacEachren coloca a comunica o cartogr fica dentro de um cubo cartogr fico posicionando a em um dos seus v rtices enquanto a visualiza o ocupa o v rtice oposto A Figura 2 3 ilustra o cubo a partir das componentes do modelo de DiBiase no qual a apresenta o encontrada na por o do pensamento visual aparece pr xima ao v rtice inferior da figura geom trica e a explora o encontrada na por o da comunica o visual posicionada pr xima o v rtice oposto Ainda de acordo com o esquema gr fico apresentado a an lise se posiciona entre os dois extremos o que significa que esta atividade depende da itera o entre as duas por es fato comprovado em SIG Um aspecto interessante na discuss o entre cart
115. as mais simples por exemplo n dividido absorve n compartilhado Se mais de uma regra for definida para uma classe a que possuir maior toler ncia ser aplicada sobre as demais 2 4 3 5 Conceitos B sicos de Versionamento do BD Gothic Al m de empregar tecnologia OO o banco de dados Gothic tamb m versiona O princ pio chave do versionamento simples ou seja aquilo que muda no banco de dados sejam nos objeto ou no n vel de schema que ser realmente salvo Tanto conceitualmente quando em n vel pr tico seus benef cios s o consider veis Defini o A maioria das primeiras gera es de GIS e software de ger ncia de dados espaciais tendia a salvar dados geogr ficos em m dulos discretos cada um dos quais tendo 125 um arquivo f sico separado associado a ele Sempre que eram feitas mudan as nos dados eles eram re escritos no disco sobre escrevendo o arquivo j armazenado ou salvando uma c pia completa com um nome novo O mecanismo empregado pelo Gothic parte desta aproxima o O Gothic armazena cada mudan a tal como a defini o de classes novas a cria o modifica o ou apagamento de objetos individuais Quando a vers o atual do conjunto de dados vista as mudan as s o amalgamadas em tempo real de forma que o usu rio tem uma vis o est vel do conjunto de dados em seu estado atual n compartilhado n dividido liga o dividida share node node split link split l
116. ational Center for Geographic Information amp Analysis NCGIA 1990 Technical Paper 90 11 GOODCHILD Michael F Integrating GIS and environmental modeling at global scales In GIS LIS 91 Proceedings Atlanta 1991 V 1 GOODCHILD Michael F Geographical data modeling Computers amp Geosciences London v 18 n 4 p 401 408 1992 INPE Tutorial de Geoprocesamento INPE 2004 Disponivel http www dpi inpe br spring portugues manuais htmla INPE Manual do SPRING INPE 2004 Disponivel http www dpi inpe br spring portugues manuais htmla INTERGRAPH Modular GIS Enviroment User s Guide Integraph 2001 INTERGRAPH MicroStation User s Guide Intergraph 2001 INTERGRAPH MicroStation Development Language Couse Guide Intergraph 1991 LASER SCAN Gothic System Management Training Course Laser Scan Cambridge 2000 LASER SCAN Managing and Configuring the Gothic Environment User s Guide Laser Scan Cambridge 2000 199 LASER SCAN The Pratical Guide to Database Concepts v1 0 Training Course Laser Scan Cambridge 2000 LASER SCAN LAMPS2 Operations Training Course Laser Scan Cambridge 2000 LASER SCAN Gothic Database Concepts v1 1 Training Course Laser Scan Cambridge 2000 LASER SCAN Advanced Programming in LULL User s Guide Laser Scan Cambridge 2000 LAURINI Robert THOMPSON Derek Fundamentals of Spatial Information Systems San Diego Academic Press 1992 MACEACHRE
117. bdivis es de unidades de engenharia usando as coordenadas cartesianas amarradas a um canto da se o com as coordenadas arbitr rias de 0 0 origem das coordenadas Para registrar este mapa deve se aplicar apenas o escalonamento apropriado escala 49 das unidades de engenharia e ent o mover o desenho inteiro usando o canto da se o como ponto base para as coordenadas usadas no sistema georreferenciado para aquele canto da se o Para desenhos que cobrem uma grande rea geogr fica n o poss vel manter a precis o para todo o desenho ao move lo tomando por base apenas um ponto conhecido Enquanto o ponto base usado no movimento se apresenta exato as entidades nos extremos podem se apresentar fora da posi o correta Se dois pontos forem conhecidos pode ser poss vel encontrar resultados aceit veis usando um comando de rota o Se ainda permanecerem distor es ent o ser necess rio aplicar transforma es ou t cnicas de ajustamento de coordenadas que usam m ltiplos pontos Nem todos os sistemas de CAD possuem esta capacidade e em alguns casos os dados precisar o ser levados para um SIG para realizar o registro 2 2 4 3 Relacionamento das entidades do CAD com as fei es do SIG H dois pontos fundamentais para atingir o sucesso na convers o de desenhos de CAD para as camadas de informa o num SIG O primeiro diz respeito ao entendimento da rela o entre entidades CAD e tipos de fei es SIG J o seg
118. ca que comp e cada Tema por sua vez pode ser visualizada na Figura 2 33 TEMA from Logical View Figura 2 32 Temas da modelagem do Espa o Geogr fico Brasileiro Fonte DSG 2003 A implementa o da modelagem em ambiente orientado a objetos entretanto foi poss vel somente ap s a ado o do sistema Gothic em 1999 A tarefa de implantar a modelagem as atividades de produ o cartogr fica ficou a encargo da 1 Divis o de Levantamento 1 DL fazendo com que esta unidade se torna se pioneira no uso de tal sistema no mbito de Brasil 2 4 3 Sistema Gothic O banco de dados Gothic produzido pela empresa Laser Scan Limited situada em Cambridge Inglaterra e foi projetado para constru o de Sistemas de Informa o que processam e usam dados geogr ficos Assim o ambiente Gothic um conjunto de 109 ferramentas para construir e processar aplica es para informa o relacionadas com o espa o Estas aplica es capacitam a captura armazenamento pesquisa e a manipula o de dados espaciais O conjunto de ferramenta projetado para v rios hardwares e configura es de sistemas operacionais O sistema original foi desenvolvido para UNIX por m pode ser operado em uma plataforma Windows NT4 0 ou superior O ambiente pode ser diferente de um usu rio para outro Isto devido aos diferentes m dulos de funcionalidades da plataforma de hardware e do sistema operacional instalados Por m h uma e
119. cede dies s aaas quand 184 Cria o de objeto de rea a partir do atributo cor 184 Cria o de objeto de rea a partir do centr ide 185 43A Fas Vieire a sat tat ara cutee tc oia Sip pal ack cnet de cn RR Dn pious eles 187 4 4 Avalia o da metodologia lt 2 seavaricvsinessecedso sedate f a er i uniao Eine s gn eta Serpa gg ewe 187 A Al Resultados ODUCOS stones eccicsiescta vier desd lateseleel paia ciel ee saca cadela ssa sacada a 188 4 4 2 Considera es FINAIS o e accu asda essa vananaeeay taguec sued E E n ao AS 190 Cap tulo 5 CONCLUS ES E RECOMENDA ES eiieeii 194 DA CONCIUISOCS masa Si US E BAe E Teun hee 194 2 ReCOMEndA ES tena cnr cena dos Dida sa Sd a a lets 196 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS seems 197 XX VALIDA O DE DADOS GEOGR FICOS ESPACIAIS EM AMBIENTE ORIENTADO A OBJETO Autor Marcus Fabiano Silva Saldanha Orientador Prof Dr Francisco Humberto Sim es Magro RESUMO A produ o de base cartogr fica para os SIG apresenta peculiaridades distintas daquelas produzidas somente para atender os usu rios da cartografia Portanto cartas digitais em formato vetor produzidos em ambiente de CAD devem passar por rigoroso processo de valida o geom trica antes de serem usadas por tais sistemas Este trabalho tem por finalidade apresentar uma metodologia de valida o geom trica de dados geogr ficos para uso em SIG baseada em ambiente orientado a objeto
120. classes gen rica a partir dos quais outras classes podem herdar Um caso t pico de classe pode ser uma linha simples desenhada para representa o de objetos de lineares do mundo real Um projetista desenvolvedor de aplica es poderia criar sub classes estrada e rio Essas classes podem ter futuras sub classes por exemplo auto estrada estrada A etc Ao usar a heran a acelera se a cria o de novas classes de objetos ajudando a assegurar a indexa o espacial e a defini o apropriada da estrutura topol gica Temas O mecanismo de heran a tamb m usado para fornecer o conceito de temas 119 Esses s o grupamentos de classes objetos tais como hidrografia relevo transporte etc V rias formas dentro do Lamps2 que permitem o usu rio selecionar uma classe de objeto tamb m permite um tema ser selecionado como um modo de sele o simult nea de um conjunto de classes de objeto 2 4 3 4 Topologia no BDOO do Gothic Al m de empregar tecnologia OO o banco de dados Gothic pode apoiar a estrutura o topol gica Graus diferentes de estrutura o est o dispon veis no Gothic de objetos desestruturados gr fico at objetos completamente estruturados simples No caso posterior a conectividade armazenada conjuntamente com a estrutura primitiva a qual unida aos objetos do mundo real atrav s de refer ncias Necessidade do uso da topologia A topologia e o meio pe
121. como M 2 Consulta se o segmento AC Se o mesmo faz parte do limite da rea de campo Cp a rea n o poder ser classificada nem como M nem como Cp 2 Consulta se o segmento BC Se o mesmo faz parte do limite da rea de mata M ent o a rea classificada como M No caso da situa o b da Figura 4 16 no caso da inexist ncia de bons candidatos a rea deixa de ser classificada e marcada para verifica o por parte do operador Ap s a classifica o de todas as reas executa se a Fase IV da valida o conforme ser abordada a seguir 4 3 4 Fase VI A quarta e ltima fase da valida o consiste basicamente na defini o e processamento da topologia de todos os objetos do dataset tanto lineares como de reas 4 4 Avalia o da metodologia Para a avalia o da metodologia de valida o de dados em ambiente orientado a objetos foi estabelecido que seriam selecionados dois arquivos de cartas topogr ficas na escala 1 25 000 Os fatores que condicionaram a sele o do material a ser usado na avalia o foram basicamente tr s As cartas deveriam ser consideradas pesadas ou seja com grande quantidade de elementos lineares e pontuais quando comparadas com cartas adjacentes Os dados vetoriais contidos nas cartas deveriam ser origin rios de restitui o fotogram trica situa o considerada mais abrangente para poss veis exist ncias de problemas de tra ado de fei es e O material cartogr
122. comparado com a edi o autom tica da ordem de 1 5 ou seja com o tempo gasto para editar uma carta em ambiente de CAD pode se editar 5 no ambiente orientado a objetos A altera o da linha de produ o possibilitaria ainda a redu o do n mero de operadores alocados para a fun o de valida o permitindo uma redistribui o de operadores para outras fases da linha de produ o por exemplo aquisi o de dados via 191 vetoriza o ou atualiza o via imagens orbitais Dentro do contexto de otimiza o de processos o custo benef cio positivo para a DSG seria consider vel tendo em vista que ainda existe boa parte do material cartogr fico em meio anal gico que deve ser convertido para o meio digital e atualizado Fluxo de Trabalho Figura 4 17 Fluxo de trabalho atual na 1 DL Fluxo de Trabalho Figura 4 18 Fluxo de trabalho proposto 192 2 A possibilidade de realizar a aquisi o de dados dentro do sistema Gothic extremamente interessante pois a partir da implementa o das fases de valida o e simboliza o cartogr fica edi o poder se ia pensar numa linha de produ o completamente diferente da existente atualmente O fato de se poder realizar a aquisi o dos dados num ambiente onde as regras topol gicas estivessem ativas em tempo real on the fly diminuiria muito as inconsist ncias dos dados melhorando consideravelmente a qualidade dos mesmos Resultaria tamb m em uma
123. de Atributos de Pontos ID Coord x Coord Y Nome Escola Diretora Funda o Nr alunos 2 4674000 _253500 E E Pe Anchieta Maria Lima 07 08 64 3 4671000 254000 Instituto de Educa o Rita Reis 03 05 90 Figura 2 17 Armazenamento de dados de pontos exemplo para fei o calssificada como escola As redes consistem de dois tipos de objetos espaciais linhas liga es arestas ou arcos e pontos n s interse es ou jun es NCGIA 1990 A Figura 2 18 mostra uma rede composta de 4 n s e 5 arcos a e uma estrutura de dados simples b capaz de possibilitar a navega o entre os diversos n s da rede A N de Origem a Figura 2 18 Estrutura de dados para rede Fonte adaptado de NCGIA 1990 Para melhorar a efici ncia do algoritmo de navega o pode ser acrescentada uma nova tabela c contendo para cada n a rela o dos arcos 44 adjacentes n meros positivos se os arcos atingem o n e negativo para os arco s que partem do n Uma estrutura de dados para o armazenamento de redes representadas por grafos n o direcionados mostrada na Figura 2 19 Neste exemplo descrito em Laurini 1992 s o empregadas tr s tabelas que cont m informa es sobre os relacionamentos entre arco arcos arco n s e n arcos possibilitando a navega o pela rede em qualquer sentido Conecta Conecta aos n s ao arcos AC 23 BC 13
124. de dados para os processos que ocorrem no espa o geogr fico O Geoprocessamento representa a rea do conhecimento que utiliza t cnicas matem ticas e computacionais para tratar os processos que ocorrem no espa o geogr fico Isto estabelece de forma clara a rela o interdisciplinar entre Cartografia e Geoprocessamento C mara 2002 Uma raz o hist rica que refor a o v nculo mencionado a preced ncia das iniciativas de automa o da produ o cartogr fica em rela o aos esfor os iniciais de concep o e constru o das ferramentas para SIG veja se por exemplo Maguire et al 1991 A Figura 2 11 aproveita e sintetiza a discuss o apresentada estendendo a apropriadamente s reas de Sensoriamento Remoto CAD Computer Aided Design e Gerenciamento de Banco de Dados Cartografia Digital Sistema Banco de Dados Sensoriamento Remoto Desenho Auxiliado por Computador Figura 2 11 Rela es interdisciplinares entre SIG e outras reas Fonte Maguire et al 1991 Como defini o simplificada de geoprocessamento pode se adotar aquela divulgada no site da revista Fator GIS 2005 que o apresenta como O conjunto de t cnicas computacionais relacionadas com a coleta armazenamento e tratamento de informa es espaciais ou georreferenciadas para serem utilizadas em sistemas espec ficos a cada aplica o que de alguma forma utiliza o espa o f sico geogr fico Estes sistemas podem ser GIS
125. de valida o Ap s a execu o deste processo ocorre o armazenamento dos arquivos em m dia adequada e o envio para a edi o automatizada A Figura 3 1 apresenta o fluxo de dados desde da aquisi o at a edi o RESTITUI O VETORIZA O PREPARO DA VALIDA O SEGURAN A n EDI O DOS DADOS AUTOMATIZADA ARQUIVO T CNICO Figura 3 1 Fluxo de geral produ o de dados geogr ficos no mbito da DSG situando a valida o e estrutura o de dados vetoriais Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento 3 2 5 Fluxo de valida o e estrutura o O processo de valida o e estrutura o de dados vetoriais segue algumas etapas que podem ser visualizadas na Figura 3 2 O processo de valida o e estrutura o de dados vetoriais utiliza diversas rotinas computacionais desenvolvidas pela DSG O desenvolvimento destas rotinas teve in cio no final da d cada de 90 estendendo se at in cio da d cada posterior As rotinas foram desenvolvidas em linguagem MDL MicroStation Development Language por programadores da DSG para automatizar os processos de produ o cartogr fica Uma descri o mais abrangente das rotinas citadas dada a seguir 143 HH Figura 3 2 Fluxo de valida o e estrutura o de arquivos vetoriais Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento 3 2 6 Rotinas utilizadas Para a execu o da valida o e es
126. dem ocorrer diversos tipos de erros O Quadro 2 1 relaciona as principais fontes de erros que podem ocorrer quando se considera o uso de dados desta natureza em SIG O quadro mostra tr s principais grupos de fatores que regem os erros que podem interferir no processamento de informa es geogr ficas O grupo I inclui fontes de erros mais bvias que s o de f cil checagem O grupo II cont m fontes de erro mais subjetivas que podem geralmente ser detectadas quando se trabalha mais intimamente com os dados O grupo II o mais importante pois inclui enganos erros e descuidos que podem surgir como resultado da realiza o de certos tipos de processamento O grupo III abrange os erros mais dif ceis de serem acusados porque eles requerem um intimo conhecimento n o somente dos dados mas tamb m da estrutura dos dados e o algoritmo usado As fontes de erro apresentadas servem como alerta aos usu rios dos SIG pois n o dif cil encontrar problemas relacionados aos dados geogr ficos nestes sistemas 86 Embora seja importante o conhecimento dos grupos de erros I e III o grupo II que causa mais incomodo aos produtores de dados geogr ficos Os erros oriundos da exatid o posicional das fei es n mero 9 da lista contida no quadro acarretam problemas de liga o entre espa os geogr ficos cont guos e de posicionamento de fei es a serem inseridas ou atualizadas Estes erros em particular t m origem na realiza o do desenho c
127. dem de preced ncia entre as superclasses Outros sistemas deixam por conta do usu rio a resolu o do conflito 105 Em um esquema de banco de dados as classes podem ser organizadas em uma hierarquia de heran a formando um grafo ac clico dirigido Polimorfismo Os SGBDOOs oferecem o recurso de polimorfismo de opera es tamb m conhecido como sobrecarga de operador overloading Outros conceitos relacionados com o polimorfismo s o os de liga o tardia late binding e redefini o de opera o overriding Ve culo Ve culo Passageiro nro placa STRING modelo STRING rota STRING data ltima revis o DATE pre o NUMBER combustivel gasolina alcool diesel horario_saida NUMBER combustivel diesel pr xima revis o DATE nibus lugares NUMBER 4 combust vel diesel Figura 2 31 Heran a m ltipla Fonte Vieira 2001 Para melhor expor esses conceitos considere uma opera o display que recebe um objeto como entrada e apresenta o objeto na tela Se o objeto for uma imagem deseja se apresentar a imagem uma pessoa deseja se apresentar os dados sobre a pessoa nome endere o etc e um gr fico deseja se apresentar uma representa o gr fica Usando um sistema convencional seriam necess rias tr s opera es display pessoa display figura e display gr fico como mostrado no Quadro 2 2 Em um sistema orientado a objetos a opera o display pode ser definida em
128. des gr ficas As entidades do CAD podem ter dados ligados indiretamente como nomes da camada cor largura comprimento e em alguns casos o atributo e a informa o do texto podem ser ligados s entidades tipo ponto Entretanto estes dados n o est o prontamente dispon veis em um formato tabular dentro do programa de CAD Mas um sistema de SIG projetado para ligar diretamente cada entidade gr fica com um registro em uma tabela dos dados e em um SIG a tabela dos dados mais importante do que o gr fico Outras H tamb m diversas diferen as menores entre CAD e SIG Uma delas que os sistemas de CAD trabalham no n vel de exatid o de engenharia o dobro da precis o enquanto alguns sistemas de SIG usam um n vel de exatid o de mapeamento precis o nica Os sistemas de CAD tamb m podem usar uma 48 variedade de tipos de unidade tais como aquelas destinadas a projetos mec nicos e hidr ulicos p s e polegadas decimais ou fracion rios enquanto a maioria dos SIG trabalha somente com unidades decimais Estas diferen as geralmente n o causam grandes dificuldades quando o usu rio est ciente delas Uma outra diferen a est na estrutura do arquivo um desenho do CAD est contido geralmente em uma arquivo mas um mapa no SIG est contido geralmente em um ou mais subdiret rios com m ltiplos arquivos Para usu rios iniciantes pode ser dificil compreender que ao trabalhar com um SIG est o sendo criados m
129. dispon veis para a modifica o de schema tais como elimina o de classes e valores Classes Ao inv s de tratar cada objeto individualmente o DODS lamps2 assume que h alguns objetos mundo real que s o suficientemente similares a cada outro que podem ser considerados para pertencer mesma classe Cada schema para a classe determina quais valores podem ser escritos para um objeto na classe Por exemplo o objeto classe building constru o pode ser definido para ter localiza o endere o rea de pavimento n mero de pavimentos valores Cada objeto de uma classe de objeto particular tem o mesmo conjunto de valores como cada 117 outro objeto na classe Objetos Em cada dataset objetos s o usados para representar objetos do mundo real Objetos podem ter valor refer ncias m todos e comportamentos Cada objeto possui um nico object id equivalente a chave prim ria em outros ambientes computacionais mantendo se constante mesmo quando o objeto manipulado ou editado Valores Al m do object id o objeto pode ter outros atributos que podem ser simples tipos de dados como n meros reais inteiros strings texto e booleanos l gicos ou pode ser tipo de dado bem mais especializado como geometrias imagens raster matriciais tabelas e refer ncias para outros objetos Refer ncias Um valor que aponta para outro objeto uma refer ncia estrutural No DODS Lamps2 todas as refer ncias s o bi direcionais P
130. do com o dado relacionado a seu crescimento Este atributo pode ent o ir para dentro de um SIG A Tabela 2 1 ilustra a rela o entre fei es geogr ficas entidades do AutoCAD conte dos do Banco de Dados e fei es de SIG Apesar desta tabela fazer refer ncia espec fica ao AutoCAD e ArcCAD outros programas de CAD e de SIG poder o apresentar tipos similares de entidade e de fei es Representa o Entidade do Geogr fica AutoCAD Ponto Texto Ponto Bloco inser o Arc C rculo Linha Linha Poli linha Pol gono S lido 3Dface Arco C rculo formado por Pol gono de linhas Fechado Anel de Poli linhas rea Limite Fechado Elipse S lido 3Dface Ponto Bloco rea Etiqueta ou Centr ide Bloco Atributos Texto Conte dos do Banco de Dados x y coordenadas para loca o Texto pode conter uma linha de atributo de dado Entidades Bloco podem conter m ltiplos atributos podem conter tamb m informa o de escala e ngulo N s x y coordenadas dos pontos de in cio e final ou mudan a no valor da linha V rtices alterados na dire o de uma linha Isto similar para os v rtices nas poli linhas do AutoCAD xy coordenadas das do per metro fei es Lista de Arcos do Pol gono Polygon Arc List PAL x y do ponto de interse o usado como posi o para visualiza o dos valores dos atributos ArcCAD ou Tipo de Fei o SIG Point Theme Tic
131. do uma carta depois de convertida para formato matricial tamb m conhecido por raster transformada por meio de pontos que s o calculados e interpretados como pares de coordenadas x e y em primitivas geom tricas ponto linha e pol gono As fases de trabalho envolvidas no processo de vetoriza o dependem da estrutura de quem executa e dos meios dispon veis para tal Para fins de melhor clareza e entendimento ser abordada aqui a metodologia adotada pela DSG Segundo esta a vetoriza o composta por seis fases de trabalho pr estabelecidas no Manual de Vetoriza o As fases s o Digitaliza o matricial Preparo Confec o da moldura Registro Vetoriza o e Liga o As se es a seguir abordar o cada uma dessas fases Digitaliza o matricial Os originais de documentos cartogr ficos sejam impressos ou fotolitos s o imagens de tom cont nuo Isso significa que a transi o entre tons e formatos suave e uniforme Infelizmente os computadores n o podem entender diretamente a 58 variabilidade harm nica de uma imagem de tom cont nuo pois processam apenas bits de informa o Mas o computador pode trabalhar com uma imagem se ela for transformada em pontos A digitaliza o matricial o processo pelo qual transformamos a imagem de tom cont nuo em pontos por meio da convers o do meio anal gico para o digital realizada em equipamento de varredura captura de imagem denominado genericamente por scanner E
132. e atividade existem basicamente dois tipos de originais em formato anal gico os quais s o usados durante o processo de digitaliza o matricial os diapositivos dos originais cartogr ficos em base pl stica e a carta impressa em papel Esses tipos de documentos possuem caracter sticas distintas que imp em condi es de processamento diferenciadas Requisitos de Qualidade Para os dois tipos de originais apresentados necess ria que a imagem digitalizada corresponda s expectativas com rela o fidelidade de cor uniformidade de tons e registro bem como seja capturada em condi es semelhantes s demais na qual a capacidade de repeti o do scanner o foco e a resolu o t m grande influ ncia a Fidelidade de cor As cores que um scanner captura de um determinado documento cartogr fico como por exemplo uma carta impressa depende da combina o de 60 sua fonte de luz filtros componentes eletr nicos e software As imagens digitalizadas devem ter boa fidelidade nas diversas partes do espectro de cores para que possa representar adequadamente um documento em cores b Uniformidade de tons A transi o entre tons est relacionada faixa de tons que um scanner pode capturar Para imagens com apenas dois tons preto e branco que o caso dos diapositivos dos originais cartogr ficos esta caracter stica irrelevante entretanto para imagens obtidas em tons de cinza que o caso das cartas impressas este
133. e as edi es n o surtiram efeito pois a vers o esta congelada Uma vez que o usu rio que estava editando tenha conclu do as opera es e retornado ao modo de leitura os usu rios que j estavam vendo a vers o anterior dever o executar uma atualiza o da visualiza o refresh do dataset para ter dispon vel a nova vers o Assim podemos concluir dois ou mais usu rios podem visualizar um BD ao mesmo tempo se um usu rio iniciar uma edi o ser criada uma vers o mais nova e a antiga ser congelada e outros usu rios ser o prevenidos da impossibilidade de edi o se o tentarem Edi o por m ltiplos usu rios Em situa es de produ o essencial que m ltiplos usu rios tenham acesso simult neo e prolongado para edi o em um BD o termo usado para designar essa situa o Transa es Longas Para estes casos o sistema Gothic mant m a integridade do BD prevenindo conflitos entre diferentes usu rios com a disponibilizar o de segmentos e ramos do BD Transa es Longas Para melhor exemplificar pode se fazer uma compara o com as Transa es Curtas em banco de dados convencionais n o espaciais A transa o curta uma edi o que pode se submetida de forma imediata ao BD Por exemplo a retirada de dinheiro de um terminal eletr nico de banco ou e emiss o do bilhete de v o Ambos os casos podem ser considerados para todos os fins instant neos e assim poss vel trancar um campo do banc
134. e assegure que os mesmos est o sendo aplicados apropriadamente c Maior custo de produ o Mesmo os usu rios dos dados que geraram sua pr pria informa o est o frequentemente incertos da exatid o e da consist ncia dos dados Com aumento da produ o em casa de dados designados para aplica es espec ficas os usu rios se tornaram respons veis pela sua pr pria valida o Os resultados da valida o s o relatados freqiientemente como a parte do metadado um componente de dados requerido para muitos projetos Dentro deste panorama os produtores de dados geogr ficos devem se preparar para atender a expectativa dos usu rios em rela o garantia de uma qualidade m nima para o fornecimento de dados espaciais As institui es respons veis pelo 137 mapeamento sistem tico em sintonia com estas necessidades procuraram desenvolver tecnologias capazes de realizar o tratamento dos dados geogr ficos dentro do processo de confec o cartogr fica 3 2 Estrutura o e valida o de dados vetoriais para SIG Conforme comentada anteriormente a necessidade de arquivos para SIG tem sido o principal fator para produ o deste tipo de dado Dentro deste contexto a DSG respons vel pela produ o de parte das cartas do mapeamento sistem tico do territ rio brasileiro teve de adaptar se a nova realidade implantando nas Divis es de Levantamento uma fase para atender esta demanda Para que o produto cartogr fico da DSG possa
135. e desenho da carta a ser vetorizada Por ser uma atividade espec fica que diz respeito a este tipo de mapeamento n o ser o comentados aqui os pormenores da opera o interessante por m ressaltar que a moldura criada em formato vetorial com aux lio de aplicativos espec ficos de acordo com a escala do mapeamento sistem tico ao qual a carta pertence e tem como objetivos limitar a rea de desenho da carta bem como auxiliar na pr xima fase do processo que o registro da imagem matricial Registro Nesta fase realizado o registro em rela o a um referencial cartogr fico dos arquivos matriciais com as informa es da carta por meio do procedimento conhecido como ajustamento Para tanto s o realizadas observa es sobre pontos hom logos de coordenadas conhecidas no sistema tomado como refer ncia e no sistema a ser transformado Estes dados s o usados pa a calcular os par metros de transforma o entre os dois espa os por meio de ajustamento pelo M todo dos M nimos Quadrados MMQ O tipo de ajustamento aplicado o param trico que permite a partir de observa es em dois sistemas distintos determinar por meio da ado o de um modelo matem tico os valores de coeficientes de transforma o Gemael 1994 Estes coeficientes por sua vez est o associados a modelos matem ticos conhecidos que possibilitam o registro da estrutura matricial e posteriormente durante a vetoriza o das coordenadas dos pontos 64
136. e programa o denominada LULL Portanto interessante abordar neste ponto alguns conceitos desta linguagem para ilustrar um pouco a natureza do sistema Gothic 4 2 2 Linguagem LULL LULL a Linguagem Usu rio Laser Scan usada para programa o no Gothic Ela foi escrita pela Laser Scan e tem sido usada para desenvolvimento de todas as aplica es baseadas na tecnologia Gothic Orientada a Objeto Desde o lan amento do Gothic a linguagem LULL tem sido avaliada pelos desenvolvedores que a tem usado para escrever m todos para classes de objetos em seus bancos de dados refinar a performance de datasets customizar as aplica es da Laser Scan desenvolver novas aplica es baseadas sobre a tecnologia Gothic A linguagem LULL em si simples tendo alguma similaridade com o Ce o Pascal Apesar do fato da linguagem LULL n o ser uma linguagem orientada a objeto 166 como o Java ou o C ela pode ser utilizada para adicionar funcionalidade a um banco de dados Embora isto possa ser encarado como um paradoxo pode se fazer uma analogia bvia com a linguagem falada simplesmente pois o fato de se falar uma determinada l ngua n o impede qualquer pessoa de falar a respeito de certos assuntos 4 2 2 1 Fun es e Bibliotecas em LULL O poder da linguagem em LULL reside nas fun es Uma fun o um comando que executado quanto chamado Fun es t picas em LULL podem imprimir uma parte de texto em um terminal
137. e vetoriza o utilizado A corre o de tal falta realizada por meio da captura do elemento faltante a partir do original usado Elemento duplicado Ocorr ncia de elementos duplicados s o considerados erros pois dentro de um BD geogr fico necess rio garantir a unicidade de dados ou seja cada dado armazenado deve ser nico Este tipo de erro pode ser cometido durante o processo de vetoriza o 95 quando se tem de digitalizar com uma linha reas cont guas A corre o do erro implica dna elimina o de um dos elementos e geralmente realizada ap s a constata o de duplicidade de linha por meio do uso de ferramentas de sele o ou intercala o de camadas no ambiente de CAD Tendo em vista que os erros apresentados impossibilitam a aplica o de regras topol gicas esses devem ser corrigidos para que as fei es vetorizadas sejam levadas para dentro de um ambiente de SIG Os procedimentos adotados para corre o dos erros foram reunidos numa fase de produ o denominada por valida o neste caso em particular valida o geom trica Todos os erros apresentados s o pass veis de identifica o por meio de inspe o visual e sua corre o poss vel por meio da itera o do operador com as ferramentas de CAD existentes no ambiente de trabalho Entretanto devido natureza de alguns erros poss vel gerar rotinas computacionais baseadas em algoritmos geom tricos para a sua detec o e corre o A v
138. eceeeceeeeeeeceeeeeeeteeeeeeeeens 116 Modelo de Dados OB C00 salas Nei e totaled so 116 ESQUEMAS E A DE de oa eg O A 117 MASS Sc mca it cuits it ant ad nce dci ge SAR iai aera AR Dnt os net e pirat ii do 117 MOTE LOS ee re RE ae RR RO RR PRI RD ER E 118 NSAUOUES recaian Ec al tai oo dia da sr bIaA quado penha bia las cto nas detest cate ra alta tea cea tea 118 RE CTENCIAS Stee sae Saara a RR AR eee RADARES AO RR REAGE anda 118 M todos e Comportamentos xs icscaciiasccedsseadaassdeseiecasdasedetascdaateastad dn pe gata adiada gde 118 Composi o de Objetos cus amasse ssa anasasvasttsa ion doaa casa iea iei adia ne tapa iE die 118 ERS AIAG As Gs E te ne vas eee Beaks 118 MCTIARS 5 64 htt son dat et tbe tart Date dae da ca anak Saab ts an Sade edn teams 119 2 4 3 4 Topologia no BDOO do Gothic ccceecccesssecesnceceenceceeneecsencecseceeceseeeceneeecseeeeeneeeeees 120 Necessidade do uso da topologia 2 2 sgasasisjas suga qua saga dis an TaSUS ODAS US ie Ra Sa 120 Conectrviddde 1 4 cae ae E Sana Sele ie ee eee gata Sean 120 AIT A css Rd ao SARA ai TT 121 xvi Forma o de poligonos ssa e EGE el ACR Rese ee ass 121 Tipo de Estruturas de conjuntos de dados 0 eeeceeesseceessececeeeeeeseeceesneeeeneeeenaeeees 122 Tipo Spaghetti soannen ninaa aaa a A e data asda nad 122 Tipo Link NOEN E EAE T E A NGS E A ck 122 Classes top l sicas D SiCaS sree e a E E AS og 122 Graphit eannan a a a E a Nolan E E a ESRA 123 UIE steno aa a a a
139. elo abstra o da realidade deve ser adequado para comunica o com outras pessoas e tem de ser produzido em forma de produtos visualmente palp veis necess rio que o mesmo seja convertido para dentro de um modelo cartogr fico digital MCD o qual consiste de uma s rie de instru es para que os dispositivos de impress o e visualiza o tal como a tela de computadores possam ser capazes de reproduzir a informa o selecionada em forma de mapas Para qualificar os dados como geom tricos ou georreferenciados s o necess rias certas informa es para identific los Estas podem ter origem num sistema de referencia geogr fica ou de proje o cartogr fica n meros c digos que o relacionam a reas estat sticas termos topol gicos por exemplo A est contido entre B e C ou termos nominais como o endere o de uma rua A natureza espacial dos objetos pode ser expressa em suas formas por exemplo a forma de abstra o com a qual representado um objeto do mundo real H uma subdivis o b sica de forma que consiste em ponto linha rea e volume e estas podem ser subdivididas para aparecerem alongadas em formato triangular irregular ou outras A maneira como estas formas ir o aparecer depender da escala ou resolu o do desenho dos dados espaciais por exemplo uma cidade pode ser representada por um ponto numa escala pequena enquanto que numa escala grande poder ser apresentado como uma rea irregular
140. em 3 partes A parte superior cont m o nome da classe a do meio cont m os atributos e a inferior cont m os m todos definidos pelo usu rio Como as duas classes possuem algumas caracter sticas em comum pode se criar a classe Ve culo para conter essas caracter sticas como na Figura 2 29 Somente as caracter sticas pr prias de cada subclasse s o mantidas na mesma Caminh o nro placa STRING modelo STRING licen a NUMBER data ltima revis o DATE valor estimado NUMBER nro placa STRING modelo STRING lugares NUMBER data ltima revis o DATE pr xima revis o DATE pr xima revis o DATE Figura 2 28 Caracter sticas de duas classes representadas graficamente por ret ngulo dividido em tr s partes a superior cont m o nome da classe a do meio cont m os atributos e a inferior cont m os m todos definidos pelo usu rio Fonte Vieira 2001 Veiculo nro placa STRING modelo STRING data ltima revis o DATE pr xima revis o DATE Caminh o licen a NUMBER lugares NUMBER valor estimado NUMBER Figura 2 29 Hierarquia e heran a Cria o da classe Ve culo para conter as classes Caminh o e nibus Somente as caracter sticas pr prias de cada subclasse s o mantidas na mesma Fonte Vieira 2001 104 Vantagens da utiliza o de hierarquias de classe diminui a quantidade de c digo a ser escrito e propicia uma descri o mais precisa e concisa da realidade E
141. em ambiente orientado a objetos apresentou vantagens impares em rela o ao ambiente de trabalho convencional CAD adotado pela DSG Estas vantagens repercutiram n o somente na qualidade final do produto gerado mas tamb m nas possibilidades de manuseio do mesmo num ambiente propicio ao armazenamento e an lise espaciais Foram desenvolvidos diversas rotinas computacionais e estruturados novos procedimentos operacionais para a valida o geom trica dos dados gerados na aquisi o A sedimenta o dos procedimentos englobando numa estrutura o l gica as rotinas permitiu a elabora o de uma metodologia preliminar que pode servir de ponto de partida para uma metodologia definitiva Com rela o aos testes realizados com a metodologia elaborada pode se concluir que o objetivo foi atingido pois ap s a realiza o obteve se a diminui o do tempo de produ o significativa sem a perda de qualidade Os testes mostraram que o tempo de valida o das cartas ficou sendo da ordem de 30 horas para uma carta na escala 1 50 000 oriunda de restitui o Enquanto que a qualidade pode ser verificada por meio das restri es impostas aos dados pelo sistema de armazenamento baseado em ambiente orientado a objeto Verificou se tamb m durante os primeiros testes a necessidade do desenvolvimento de novas rotinas ou o aprimoramento das j desenvolvidas para adequar a metodologia a situa es n o previstas importante frisar que por estar ainda em
142. ema CAD apresenta as seguintes vantagens Permite que mais de um operador trabalhe sobre o mesmo espa o geogr fico dataset Permite o desenvolvimento de rotinas de automa o de processos Garante a integridade dos dados pela aplica o de restri es topol gicas sobre os dados trabalhados Permite realizar consultas espaciais sobre os dados geogr ficos armazenados Permite a simboliza o cartogr fica dos dados geogr ficos armazenados de forma autom tica Possibilita o uso de topologias para elabora o de restri es espaciais sobre os dados Em contrapartida o sistema apresenta as seguintes desvantagens para uso na produ o cartogr fica Necessita de programadores experientes com profundo conhecimento das fun es existentes no sistema Trabalha com uma interface gr fica n o conhecida e com recursos de produtividade limitados 190 Roda em ambiente windows por meio de programas que simulam o ambiente para o qual foi desenvolvido emulador a saber UNIX O acesso ao sistema se faz por meio de redes locais aos servidores de BD podendo ocorrer congestionamento de transa es ao se processar grande quantidade de dados Um dentre os diversos aspectos positivos apresentados pelo ambiente orientado a objetos em oposi o ao ambiente de CAD que os dados por estarem armazenados no BDOO podem ser editados automaticamente e representados com a simbologia cartogr fica conforme preconizado
143. emamente importante pois por meio dele poss vel se identificar exatamente o que representa as diversas reas existentes em uma carta A aus ncia deste tipo de indicador pode causar uma n o classifica o da rea e conseqiiente erro de interpreta o de dados sua corre o realizada introduzindo o ap s ter sido detectado sua falta no processo de revis o Aus ncia de elemento A aus ncia de elemento caracterizada pela falta de fei es que deixaram de ser capturadas para dentro do arquivo final de vetoriza o Geralmente causado por falta de aten o do operador ou por limita es de tamanho de arquivo do software utilizado por exemplo as primeiras vers es do CAD MicroStation permitiam trabalhar somente com um tamanho de arquivo equivalente a 32Mb quando se passava deste tamanho de arquivo ocorria uma elimina o de elementos caso se desejasse inserir mais fei es v rtices A corre o deste tipo de falta a digitaliza o vetorial novamente da fei o ap s ter sido detectada numa revis o a falta do elemento V rtice antes do ponto undershot Similar ao v rtice ap s o ponto s que neste caso o operador posiciona o v rtice antes do ponto desejado rea aberta Erro caracterizado pela falta de jun o entre dois v rtices consecutivos de uma linha de contorno delimitadora de uma rea O erro causado durante a opera o de vetoriza o por distra o do operador ou por falha do processo d
144. encontro com o pensamento cartogr fico de dom nio privado O SIG a partir deste ponto de vista parte da cartografia Entre os novos usu rios de mapas entretanto o SIG tornou se um padr o para questionar se realmente h a necessidade de dados espaciais especialmente preparados para aquele sistema Muitos profissionais por diversas raz es geralmente dizem que querem introduzi los num SIG mas o que realmente significa que querem um meio de visualizar os dados espaciais e n o uma maneira de analis los objeto fim de um SIG Neste caso em particular seria mais interessante para o usu rio um conjunto de dados em formato apropriado para a leitura em softwares comerciais comuns e n o os dados para SIG que geralmente possuem um custo maior O porque da exist ncia desta confus o entre as duas finalidades uma coisa ainda mal definida O fato de os SIG possu rem ferramentas de mapeamento tem tico tem provocado uma verdadeira euforia entre os usu rios destes sistemas que s vezes n o possuindo o devido conhecimento de design de mapas ocorrem em erros n o justific veis Isto sem comentar os erros de natureza geom trica cometidos em mapas oriundos de uma an lise na qual foram usados dados espaciais de origem duvidosas e n o adequadas aos SIG Para a proposta deste trabalho de disserta o portanto de extrema import ncia a perfeita compreens o dos m todos cartogr ficos pois a cartografia estar intimamente lig
145. enho os quais permitiram individualizar as fei es atribuindo um tipo de representa o gr fica para cada grupo de elementos Os n veis de informa o s o estruturas b sicas encontradas em qualquer CAD entretanto o n mero de n veis dispon veis varia conforme o software usado Da mesma maneira os atributos geom tricos encontrados nos tipos de CAD tamb m podem variar Dentro dos sistemas de CAD estes atributos s o representados por valores num ricos esse fato permite a individualiza o das fei es por meio de uma defini o pr via que pode ser entendido como uma codifica o Por exemplo o CAD MicroStation utilizado tanto pelo IBGE como pela DSG permite individualizar as fei es tomando por base os atributos e suas varia es conforme a Tabela 2 2 Atributo Quantidade Varia o n vel 63 1a63 cor 255 0a 254 estilo 8 1a8 peso 16 0a 15 Tabela 2 2 Atributos existentes no software MicroStation Fonte MicroStation User s Guide 2000 55 Os aspectos mencionados anteriormente al m de permitir a individualiza o de fei es representadas por entes geom tricos baseados em linhas e pol gonos tamb m s o aplicados em fei es dadas como pontos Entretanto a representa o gr fica deste ltimo realizada por meio da aplica o de s mbolos previamente constru dos e armazenados numa biblioteca Esses s mbolos s o r plicas gr ficas em formato vetorial dos s mbolos encontrados nas cartas e s o c
146. ente estruturados de forma topol gica Dentro do Gothic n o poss vel mudar da forma link node para espagheti e vice versa sem a cria o de um novo CD e importa o Classes topol gicas b sicas Em um CD com estrutura tipo link node somente um subgrupo de classes pode requerer funcionalidades topol gicas Entretanto uma classe de objetos pode suportar topologia utilizando a heran a de uma destas classes base Existem dois tipos de classes base dispon veis a saber graphic e simple Uma classe de objetos deve herdar informa es espaciais de uma destas classes para armazena las 122 Graphic Objetos que herdam desta classe base n o suportam estruturas topol gicas Os dados espaciais podem ser considerados como gr ficos e somente as coordenadas que definem a geometria dos objetos s o armazenadas Ha quatro tipos de Graphic Simple 2 q Graphic serve para qualquer situa o por m quando utilizado o computador perde desempenho usado para as situa es n o enquadr veis em nenhuma das pr ximas ou na qual n o poss vel definir os limites nitidamente por exemplo uma zona de exclus o a rea Graphic point usado por exemplo para ponto cotado Graphic line usado por exemplo para contornos Graphic area usado por exemplo para reas urbanas Objetos que herdam desta classe base suportam estruturas topol gicas Informa es sobre a conectividade relacionada com objetos primitivos de li
147. entificados e manipulados como um todo Representar um objeto complexo no modelo relacional significa que o objeto tem que ser subdividido em um grande n mero de tuplas o que leva necessidade de realizar um consider vel n mero de opera es de jun o para recuperar o objeto Vieira M 2001 Os conceitos oriundos da orienta o a objetos permitem a cria o de uma base s lida para aplica es de banco de dados mais avan adas como por exemplo aplica es de engenharia tais como CAD CAM Computer Aided Design Computer Aided Manufacturation CASE Computer Aided Software Engineering e Sistemas de Informa o Geogr fica Essas aplica es t m requisitos e caracter sticas que diferem das aplica es comerciais tradicionais tais como estruturas de dados mais complexas transa es de dura o mais longa novos tipos de dados para armazenar imagens ou textos longos e a necessidade de defini o de opera es n o padr es espec ficas da aplica o Os bancos de dados orientados a objetos foram propostos para dar suporte s necessidades dessas aplica es mais complexas Os modelos de dados orientados a objetos usam os conceitos de abstra o de dados dos modelos sem nticos classifica o generaliza o e agrega o e incorporam outros conceitos 2 4 1 Conceitos B sicos Alguns conceitos encontrados nas linguagens de programa o orientadas a objetos LPOO s o tamb m aplicados nos modelos de dados orientad
148. ento de torres de transmiss o Dataset de Apoio Espa o O dataset espa o cont m os detalhes do sistema de coordenadas usado para manipular os dados Nele se encontram defini es das proje es cartogr ficas datuns transforma es e ainda pontos de controle CD de pontos de registro Usu rio O dataset usu rio armazena informa es sobre o ambiente de trabalho Por exemplo defini o das representa es cartogr ficas par metros de edi o tabela de cores e defini es das janelas de trabalho Tradutor O dataset tradutor cont m detalhes dos formatos de importa o e exporta o que s o usados pelo aplicativo Translate no momento da transfer ncia de dados entre um formato externo e o Gothic bem como dentro do ambiente de trabalho do BD Gothic Help O dataset help Cont m os textos de ajuda Bloco de rascunho Scratch pad Os conjuntos de dados de bloco de rascunho armazenam dados temporariamente durante a edi o de uma sess o editora o V rios outros CD podem ser definidos em fun o das aplica es que est o sendo usadas 2 4 3 3 Banco de Dados Orientado a Objetos Gothic Modelo de Dados Objeto O Lamps2 usa o modelo de dados de objeto para armazenar e administrar dados 116 Os objetos podem corresponder aos objetos de mundo real ou aos conceitos mais abstratos tais como aqueles espec ficos do desenho cartogr fico Esses objetos podem ser modelados em termos das suas formas localiza
149. erceptam Figura 4 6 Aplica o da rotina GerarIntersecoes em cruzamentos de elementos lineares 7 DelLinhasPeq 1 Elimina os segmentos curtos de objetos lineares gerados ap s a aplica o da rotina GerarIntersecoes O segmento curto caracterizado de acordo com o seu comprimento na escala do dataset que se est trabalhando Por exemplo para um dataset na 176 escala 1 25 000 a toler ncia adotada para o comprimento do elemento de 20 m Entretanto se o segmento curto possuir um dos v rtices coincidentes com o limite geogr fico da folha moldura o mesmo n o ser eliminado A implementa o desta regra como condicionante na rotina previne a elimina o err nea de objetos que possam ter continuidade em folhas adjacentes Caso o segmento curto mesmo contendo um dos v rtices no limite geogr fico da moldura possua comprimento menor que 7 5m ser eliminado durante o processamento da rotina Figura 4 7 Os demais segmentos curtos somente ser o eliminados se a possuir os dois v rtices livres ou b um v rtice livre e o outro conectado a dois ou mais objetos lineares a segmento conectado a uma ou mais linhas b segmento isolado b segmento com v rtice na moldura Figura 4 7 Situa o nas quais o segmento de linha curto ser eliminado 8 EliminaDup 2 Elimina objetos duplicados ap s a aplica o das rotinas ExtLinhasFlut e GerarIntersecoes por exemplo situa o ilustrada pela Figura 4 8 A rotin
150. erro em sistemas de rede Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento V Procurar pequenos segmentos por meio da MDL SHORTSEG Com esta ferramenta poss vel eliminar v rtices desnecess rios nas linhas do arquivo 154 reduzindo o seu tamanho Deve se percorrer todas as marcas retirando se somente os v rtices desnecess rios Figura 3 7 V rtice em excesso que deve ser retirado Figura 3 7 Exemplo de pequeno segmento Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento VI Procurar ngulos desnecess rios marcando interse es entre duas linhas cujo ngulo formado por elas esteja dentro do intervalo determinado por meio do uso da MDL FLAGANG Deve se percorrer todas as marcas retirando se somente os ngulos incorretos Figura 3 8 ngulo incorreto Figura 3 8 Exemplo de ngulo incorreto Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento VII Marcar linhas pr ximas que est o abaixo da toler ncia selecionada por meio da MDL FLAGNEAR Deve se percorrer todas as marcas consertando se somente os incorretos Figura 3 9 155 Elementos pr ximos onde deve haver uma interse o Figura 3 9 Exemplo de elementos pr ximos e incorretos Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento VIII Corrigir as interse es incorretas entre linhas loop por meio da MDL FLAGINT Figura 3 10 Interse es incorretas Figura 3 10 Exemplo de interse o incorreta Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento IX
151. es R Land use classification schemes used in selected recent geographic applications of remote sensing Photogramm Eng 1971 ANDERSON James R HARDY Emest E and ROACH John T 1971 A land use classification system for use with remote sensor data U S Geol Survey Circ 1971 ANTENUCCI J C BROWN K CROSWELL P L et al Geographic Information Systems A guide to the technology Van Nostrand Reinhold 1991 ARONOF S Geographic Information Systems a management perspective Canada WDL Publications 1989 AUTODESK AutoCAD 2000 Manual T cnico Autodesk 2000 BEARD K Theory of the Cartograpic Line Revisited Implications for Automated Generalization Cortographica 1991 BICKMORE D A database for a botanical plant collection In Computer aided landscape desing principles and pratice Ed B M Evans Scotland 1984 BURROUGH P A Principles of Geographical Information Systems for Land 197 Resources Assessment Oxford Clarendon Press 1986 C MARA Gilberto An lise de Arquiteturas para Bancos de Dados Geogr ficos Orientados a Objetos S o Jos dos Campos SP USP 1994 Tese de Doutorado C MARA G CASANOVA M A HEMERLY A MEDEIROS CMB MAGALHAES G Anatomia de Sistemas de Informa o Geogr fica X Escola de Computa o Campinas SBC julho 1996 DENT B D Principles of thematic map design Readings MA Addison Wesley 1999 DEMERS Michael N Fundamentals of Geographic Information Sy
152. essa digitalizada cada pixel recebe um valor baseado na cor do ponto original que representa Todos os scanners coloridos adquirem informa es de cor na forma de combina es variantes das cores aditivas vermelho verde e azul RGB Essas cores podem ser combinadas para representar virtualmente todo o espectro vis vel Cada pixel pode representar 59 somente uma cor mas quando muitos pixels pequenos de valores progressivamente diferentes s o colocados perto uns dos outros criada a ilus o do tom cont nuo d Profundidade A ltima caracter stica de um pixel a profundidade Um pixel pode ter apenas um valor A profundidade determina o n mero de possibilidades para o valor do pixel Quanto maior a profundidade dos pixels maior o n mero de dados necess rios para armazenar a imagem O mais importante para se ter em mente por enquanto que quanto maior for a profundidade do pixel maior ser o tamanho do arquivo As especifica es t cnicas usadas para a elabora o das normas de digitaliza o na DSG levam em conta tr s fatores b sicos a saber os tipos de originais a serem digitalizados os requisitos de qualidade para o tipo de trabalho a ser realizado e o consumo de tempo no processo produtivo Esses fatores ser o abordados nas se es seguintes Tipo de originais Para fins de produ o cartogr fica preciso que se tenha em m os originais cartogr ficos em bom estado de conserva o Para este tipo d
153. estas rotinas e suas descri es s o dadas a seguir Etapa Autom tica 1 EliminarDup 1 Elimina objetos lineares e pontuais que se encontram na mesma classe A rotina trabalha por meio de pesquisa feita numa rea de influ ncia buffer em torno dos objetos A rea de influ ncia definida de acordo com a escala do dataset no qual se est trabalhando Por exemplo para uma escala 1 25 000 definida uma dist ncia ao redor dos objetos de 2 0 m que gera uma rea de influencia na qual ser o procurados os objetos duplicados Caso seja identificado um objeto que se encontre completamente inserido nesta rea de influ ncia a rotina elimina o do registro do banco de dados Figura 4 1 2 FiltrarLinhas 1 Elimina v rtices em excesso de objetos lineares por meio do uso do algoritmo Douglas Peucker ver Cap tulo 2 A dist ncia m xima entre v rtices usada como par metro no algoritmo estabelecida de acordo com a escala do dataset no qual se est 173 trabalhando Por exemplo para um dataset na escala 1 25 000 a dist ncia adotada de 1 5 metros Ponto localizado dentro da rea de influ ncia Segmento de linha localizado dentro da rea de influ ncia Figura 4 1 Regra para elimina o de elementos adotada na rotina EliminarDup 3 AbrirLoops 1 Quebra os objetos lineares que se auto interceptam A quebra dos objetos criando v rtices nos locais permite identificar geometrias que fora
154. fico selecionado deveria estar em condi es de ser validado tamb m em ambiente de CAD ou j ter sido validado naquele ambiente 187 As condi es impostas por esses tr s fatores eram necess rias para que se pudesse realizar a avalia o dentro da tica de se estar simulando uma situa o real de produ o de dados para SIG Tamb m tinha por finalidade possibilitar a an lise comparativa entre as tecnologias orientada a objeto e a baseada em CAD visando verificar as vantagens e defici ncias de cada uma O material cartogr fico selecionado para a avalia o foi obtido a partir da restitui o fotogram trica de duas cartas topogr ficas pertencentes ao projeto de mapeamento sistem tico denominado Estabelecimentos de Ensino do Ex rcito Brasileiro localizado no estado do Paran A identifica o das cartas de acordo com o n mero de Mapa ndice MI 2867 2 e 2840 2 Estas cartas preenchiam adequadamente os pr requisitos mencionados anteriormente sendo por isso selecionadas dentro do universo das cartas do mencionado projeto O primeiro passo realizado para realizar a avalia o foi a importa o dos dados vetoriais para dentro dos datasets por meio do uso da ferramenta denominada FME Feature Mananger Engine M quina de Gerenciamento de Fei es Esta ferramenta auxilia o Gothic nas opera es de importa o e exporta o de dados possuindo ainda algumas funcionalidades para o tratamento preliminar dos mesmos qu
155. georreferenciados incluindo os processos e tecnologias relacionadas aquisi o tratamento e edi o de dados gr ficos J o SIG estaria intimamente ligado aos processos e tecnologias usados no processamento de dados gr ficos e n o gr ficos alfanum ricos com nfase a an lises espaciais e modelagens de superf cies A ado o deste ponto de vista entretanto n o deve retirar da mente que os processos envolvidos no geoprocessamento n o possam ser empregados numa an lise de dados ou que n o seja poss vel o uso do SIG para fins de aquisi o tratamento e edi o de dados O que se procura aqui fazer uma distin o entre os dois termos para que haja uma melhor compreens o de ambos Esta distin o importante pois a partir do momento que ela feita fica f cil entender a maneira com que os diversos sistemas usados na produ o cartogr fica se comportam e se inter relacionam no processo produtivo de dados espaciais 2 1 7 Rela o entre SIG e cartografia Muitos dos conceitos e fun es dos SIG foram primeiramente concebidas por cart grafos Kraak amp Ormeling 1996 Estes conceitos englobam desde a maneira como os dados espaciais s o apresentados na tela de um computador at o modo como deve ocorrer a entrada dos mesmos Existe um conflito conceitual entre o relacionamento dos SIG com a 34 cartografia Existem duas proposi es a primeira assume que o SIG pertence ao ramo da cartografia que trata da a
156. gras de consulta aos centr ides e ao atributo cor dos objetos para obter a classifica o possibilitou a verdadeira automatiza o para esta fase da valida o Fase II da metodologia de valida o e aplica o das regras de topologia sobre todos os elementos se mostrou extremamente eficiente permitindo um perfeito casamento entre os dados por meio do estabelecimento de prioridades de altera es entre os objetos Fase IV da metodologia Uma observa o importante que deve ser ressaltada para entender o porque da diferen a t o gritante em termos de tempo de valida o est relacionada na maneira como efetuado o fechamento de fei es de rea nos dois ambientes No ambiente de CAD o fechamento dos elementos de rea realizado por meio da aplica o de rotinas e da interven o direta do operador durante todo o processo Por exemplo para a valida o da categoria de vegeta o da TBCD que basicamente consiste do fechamento da maioria dos elementos de rea existentes numa carta o operador necessita executar 24 opera es diferentes executando em cada uma processos de verifica o e corre o dos dados por meio da aplica o de ferramentas de edi o existentes no CAD Esta atividade corresponde cerca de 2 3 do tempo total despendido na valida o Com rela o qualidade final dos dados importante lembrar que as regras topol gicas aplicadas sobre os objetos armazenados no Banco de Dados Orientado a Obje
157. gura 2 41 ilustra um exemplo de cria o de dataset filho para uma aplica o militar DATASET Zona 21 Dataset CartaOrientacao m gt Vers es congeladas Dataset r Figura 2 41 Cria o de dataset filho para aplica o militar Vers o terminal Quando se cria um filho a vers o do pai congelada para manter a integridade entre os datasets Se o pai for editado novamente ser criada uma nova vers o final deste e qualquer edi o nele n o ser vis vel para o filho poss vel criar filhos a partir de qualquer ponto de checagem de uma rvore de vers es ou seja de vers es j congeladas Logo n o ha limite para o numero de filhos ou de filhos de filhos Acesso a m ltiplos usu rios O versionamento do BD Gothic permite acessos a m ltiplos usu rios por diferentes caminhos Na sua forma mais simples permite dois ou mais usu rios visualizar simultaneamente um mesmo BD sendo que a um dos usu rios permitido tamb m editar o BD 129 Em uma rvore de versionamento de um BD com uma linha simples e poss vel a dois ou mais usu rios terem acesso para leitura Se um desses usu rios iniciar uma sess o de edi o ent o uma nova vers o criada um ponto de checagem estabelecido pelo sistema para esse usu rio permitido editar e armazenar as altera es realizadas Os demais usu rios continuaram vendo a vers o anterior congelada e se algum destes tentar editar o sistema prevenir qu
158. i o pormenorizada das fases apresentadas no fluxo ilustrado na Figura 3 2 3 2 7 1 Preparo para valida o O preparo funciona como uma pr fase do processo de valida o propriamente dito Nessa fase s o coletados todos os materiais para dar in cio valida o tais como original de restitui o ou vetoriza o em formato anal gico e digital conjunto de fotos reambuladas e pasta C 101 documento de origem da carta Tamb m realizado o preparo das informa es de texto ou topon mias que deve ser 148 inserido na carta Sendo necess rio para esta ultima atividade devido a natureza da fonte de aquisi o a ado o de dois procedimentos distintos Nas folhas oriundas de Restitui o s o consultadas as fotos que cobrem a rea da carta e extra dos os nomes de localidades de rios escolas fazendas edifica es p blicas e de outros elementos que foram classificados na fase de Reambula o O respons vel pelo preparo deve especificar o tamanho de cada elemento da topon mia a ser colocado na folha conforme sua escala e sua extens o baseando se no Cat logo de Fontes utilizado pela DSG O lan amento dos textos feito no original de restitui o impresso Nas folhas vetorizadas n o h necessidade de verifica o de fotos e especifica o de elementos da topon mia pois todos os textos j s o colocados no processo de vetoriza o 3 2 7 2 Conex o ODBC A Microsoft junto com alguns outros fabricantes
159. ia 6 Localidades 7 Altimetria 8 Limites 9 Vegeta o Antes de proceder valida o algumas fei es devem ser levadas a determinadas categorias para permitir um perfeito ajuste espacial dos vetores em vista da manuten o da integridade topol gica Estes casos s o os seguintes Dever o ser copiadas para a categoria Sistema de Transporte todas as barragens do arquivo Infra estrutura visando o ajuste de estradas que porventura coincidam com seu alinhamento Dever o ser copiados de categorias j validadas todos os elementos necess rios para a cria o de linhas ou fechamento de reas nas categorias subseqiientes Outro fator importante que deve ser lembrado diz respeito aos elementos de rea grandes como por exemplo no caso da categoria vegeta o Nesta categoria as 151 reas grandes devem ser divididas em dois ou mais pol gonos para evitar que os arquivos sejam corrompidos ap s a execu o da rotina FSHAPED a qual respons vel pela cria o do shape relacionado ao pol gono fechado A divis o por sua vez deve ser feita tomando por base elementos existentes na carta tais como estradas ou rios devendo se evitar neste caso a escolha aleat ria de fei es N veis Categorias Arquivo geom trico Arquivo de textos Transportes 01 11 Infra Estrutura 02 12 Edifica es 03 13 Limites 04 14 Pontos De Refer ncia 05 15 Hidrografia 06 16 Localidades 07 17 Altimetria 08 18 Vegeta o 09 19
160. icam a integridade espacial dos dados O processo executado sobre os vetores oriundos das fases de aquisi o de dados que basicamente s o dois a restitui o e a vetoriza o Outro fator importante que deve ser lembrado que atualmente a valida o 138 faz parte do processo de automatiza o cartogr fica se situando entre a aquisi o de dados e a edi o 3 2 1 Metodologia e Objetivo A metodologia de Estrutura o e Valida o de arquivos digitais vetoriais no mbito da DSG tem por objetivos o que segue Padronizar os arquivos digitais tomando como base a Tabela da Base Cartogr fica Digital Simplificar a representa o gr fica de elementos espaciais eliminando exageros como por exemplo excessos de v rtices Criar n s em cruzamentos de elementos espaciais lineares Eliminar pontas de linhas livres oriundas da aquisi o ou causadas por erros durante os processamentos e manipula es Eliminar pontos duplicados Remover linhas duplicadas ou muito pr ximas dentro de uma mesma categoria que configuram redund ncia Revisar e corrigir a topologia e topon mia oriunda da aquisi o Criar todas as reas de todas as categorias Ligar os elementos gr ficos a registros do Banco de Dados deixando o estruturado em tabelas pronto para ser povoado configurando assim um SIG Ao t rmino dos procedimentos de valida o e estrutura o dever o estar garantidas as conectividades e clareza dos
161. iciais que se destina a fins culturais ou ilustrativos S o normalmente desenhados em escalas pequenas menores que 1 1 000 000 abrangendo uma determinada regi o geogr fica Carta a representa o dos aspectos naturais e artificiais da Terra destinados a fins pr ticos da atividade humana permitindo a avalia o precisa de dist ncias dire es e altitudes bem como a localiza o geogr fica de pontos reas e detalhes S o desenhadas em escala igual ou maior que 1 1 000 000 Em geral a carta dividido segundo uma sistem tica pr fixada em folhas caso em que denominada carta normal Planta Quando a superf cie representada t o pequena que possa ser considerada plana temos uma proje o no chamado plano topogr fico que a rigor n o uma proje o cartogr fica Neste caso a representa o denominada planta Normalmente as plantas s o cadastrais ou topogr ficas e sua escala grande 2 1 3 Processo de comunica o cartogr fica 2 O objetivo prim rio dos produtos cartogr ficos servir de dispositivo para apresenta o de uma situa o vigente Eles apresentam uma vis o abstrata de uma por o da Terra com uma nfase sobre algumas fei es pr selecionadas tais como estradas ou rios Quando a maioria dos usu rios destes produtos assim como cart grafos experientes recebem a tarefa de confeccionar por exemplo um mapa geralmente 15 assumido como enfoque
162. ificados no c digo do programa em forma de texto entre caracteres Qualquer texto entre os dois ignorado durante a compila o do c digo do programa Vari veis Vari veis s o valores que como seu pr prio nome implica s o permitidos variar Por exemplo uma vari vel como nome pode ser requerido em um programa Quando a vari vel usada o valor atual da vari vel assumida substitu do pelo novo valor da vari vel Declara o de vari veis Antes de uma vari vel poder ser usada ela deve ser declarada como sendo de certo tipo sendo assim quando partes subsequentes do programa vir a usar a vari vel ela ser usada corretamente Na linguagem LULL as vari veis podem ser de tipo simples ou complexo Um tipo simples pode ser um real inteiro string booleano ou objeto Um tipo complexo essencialmente uma estrutura de dado especial tais como um display window ou uma geometria As vari veis s o declaradas com pequenas diferen as de acordo com o seu tipo If Statements If statement s o usados para avaliar quando certo crit rio falso ou verdadeiro e ent o subsequentemente executar um comando A linguagem LULL permite o uso de if statement simples compostos ou else if statement Loops Loops s o usados para repetir se es particulares do c digo num n mero dado de vezes ou at certo crit rio ter sido atendido Existem dois tipos de loop na linguagem LULL chamado while do loop e do while lo
163. igura 2 9 Os dados s o introduzidos manipulados analisados e disponibilizados de alguma forma importante lembrar que o processo descrito em detalhes a seguir nem sempre linear An lises por exemplo podem revelar que s o precisos novos dados necessitando nova introdu o de dados e manipula o 2 1 6 Geotecnologias Quase sempre ocorre uma confus o no emprego de termos usados para designar o uso de computadores na gera o de mapas A primeira dificuldade j come a com o emprego do termo Cartografia Digital o qual simplesmente significa que computadores foram de alguma forma usados na gera o de mapas Algumas institui es produtoras de mapas preferem o termo Cartografia Automatizada para designar a mesma opera o Outro termo que designa basicamente a mesma coisa e que surgiu h algum tempo depois do anterior o termo Cartografia Assistida por Computador Como as possibilidades crescem com a produ o de mapas em microcomputadores e com o advento dos desktop publishing agora j se come a a ouvir o termo desktop mapping DTM sendo aplicado s atividades de produ o de mapas tem ticos de pequena escala Este termo n o deve ser confundido com o DTM digital terrain model tamb m usado hoje no preparo de vistas de mapas tridimensionais Dent 1999 Como h uma necessidade de padroniza o de termos visando uma maior clareza ser adotada neste trabalho o termo Cartografia Automatizada para designar os
164. ilhado id ias informa es e camaradagem durante a elabora o das solu es e experimentos apresentados neste trabalho A Deus por ter permitido nossa exist ncia iv LISTA DE FIGURAS QUADROS E TABELAS FIGURAS Figura 2 1 Modelo de transfer ncia de informa o cartogr fica com exemplos de mapas permanente virtual temporal e mental 2 siqetagicaa so aine shi deieneeend ay eels gered 14 Figura 2 2 As fun es dos gr ficos numa segii ncia de pesquisa cee ceeeeeteceeeeeeees 16 Figura 2 30 cubo cartogr fico assar desi die as fe a ead cs a Gai Duas ioad etd ees 20 Figura 2 4 A natureza dos dados espaciais da realidade a via constru o de modelo e sele o para um modelo de paisagem digital b seguido pela sele o e constru o para uma representa o cartogr fica que d origem a um modelo cartogr fico digital c apresentado como um mapa d o qual resulta no mapa mental do usu rio e 22 Figura 2 5 Atributos armazenados num SIG serranas 24 Figura 2 6 Poder de cruzamento de informa o num SIG sobreposi o de dados vetor e PASLOT Ss des a A A A Ge ace na anda 25 Figura 2 7 A vis o do SIG como metodologia integradora 26 Figura 2 8 Os principais componentes de um SIG 28 Figura 2 9 Componentes de um sistema de informa es geogr ficas 28 Figura 2 10 Import ncia da cartografia automatizada para alguns
165. imeira t cnica de convers o de cartas para o meio digital em formato vetorial Hoje muito dificil encontrar este tipo de dispositivo em uso pois com o advento dos scanners de grande formato praticamente todos os produtores de cartas migraram para a digitaliza o vetorial em tela Entretanto interessante tecer alguns coment rios em rela o s mesas digitalizadoras por ter sido estas desenvolvidas basicamente para uso em atividades de reprodu o cartogr fica A aquisi o de dados por meio de mesa digitalizadora realizada por um dispositivo de ponteiro tipo mouse o qual movimentado pelo operador de maneira a percorrer o tra ado das fei es diretamente sobre a carta impressa de modo o mais fiel poss vel O que est por tr s desse sistema um dispositivo de codifica o de movimento num plano plano da mesa baseado numa trama de sensores eletr nicos dispostos lado a lado no sentido do comprimento e da largura da mesa de maneira a representar o espa o bidimensional em termos de um par de eixos cartesianos x e y Esses sensores formam basicamente uma trama ortogonal de fios embutidos que s o sensibilizados ao se passar um cursor sobre eles Este cursor o mouse que possu uma esp cie de bobina capaz de gerar um campo magn tico pass vel de ser percebido pela trama de sensores O movimento deste sobre a mesa entendido como varia es em termos de pulsos el tricos que podem ser convertidos na medi o da posi o
166. imentos de cartografia e esteja acostumado a trabalhar com mapas por m o que ocorre na pr tica que a maioria dos usu rios de SIG ainda se encontra num est gio pouco avan ado em rela o cultura cartogr fica Entenda se por cultura o costume de uso de mapas e seu manuseio tanto pra consultas r pidas como para an lises mais complexas Essa defici ncia pode acarretar em subutiliza o do SIG fazendo com que sua potencialidade seja pouco explorada e renegada a um segundo plano b Qualidade dos dados Uma caracter stica importante dos SIG o fato de serem bons na combina o de diferentes tipos de dados Independente do fato dos dados se referirem a diferentes datas de levantamento diferentes graus de resolu o espacial escalas ou uma combina o destes fatores o software sempre possibilita sua combina o na apresenta o dos resultados Se a qualidade dos dados for duvidosa o resultado apresentado pelos SIG tamb m ser Esse tipo de problema inviabiliza o uso do sistema por transforma lo numa poss vel fonte de erros fornecendo informa es equivocadas para a tomada de decis o Os cart grafos na compila o de mapas t m trabalhado com diferentes grupos de dados por s culos e tem com isso angariado alguma experi ncia nas transforma es que s o necess rias para ordenar e combinar grupos de dados de diferentes resolu es escalas sistemas de referencia geod sicos sistemas de proje es cartogr ficas e
167. imitada pela estrada Figura 3 11 Pol gono de Vegeta o limitando pela estrada Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento Pol gono de vegeta o limitado por curso d gua Figura 3 12 rea de vegeta o delimitada pela hidrografia Fonte DSG 1 Divis o de Levantamento 157 I Quebrar todos os elementos lineares por meio do uso da MDL DROPLS Il Eliminar as linhas duplicadas usando a MDL DDUPLINE HI Unir as linhas cont guas por meio da MDL JOINSEG IV Procurar pequenos segmentos utilizando a MDL SHORTSEG Neste procedimento deve se estabelecer a toler ncia do comprimento a serem procurados por exemplo para escala 1 25 000 estabelecido um comprimento m nimo de 7m e para escala 1 50 000 de 10m V Estender todas as pontas livres usando at 15m de toler ncia por meio da MDL EXTEND e apagar a moldura VI Copiar das categorias Transporte Infraestrutura Edifica es Limites Hidrografia Localidades e Altimetria as fei es j validadas VII Apagar as fei es que n o ser o utilizadas para formar pol gonos de vegeta o por n o se tratarem de delimitadores de reas Categoria Infraestrutura 201 linha telef nica 205 linha de distribui o de energia 206 linha de transmiss o de energia 219 tubula o 220 tubula o 225 aqueduto Categoria Edifica es dever o ser mantidos todos os elementos lineares e as reas a seguir 314 campo de futebol 315 est dio
168. ink ponto nao aplicavel nao aplicavel x e ve ponto n o aplic vel ponto e gt x o linha linha gt gt x linha Toler ncia o N Tabela 2 8 Regras de topologia existentes no Gothic itera es poss veis entre primitivas Fonte Laser Scan 2000 Implica es O fato de que somente as mudan as s o armazenadas implica em in meros benef cios tais como possibilidade de retomar a vers o anterior do conjunto de dados rolling back possibilidade de ter c pias m ltiplas de um dataset sem aumentar a quantia de informa o armazenada significativamente multiple copies 126 possibilidade de dar acesso a usu rios m ltiplos sendo que cada um pode ter suas pr prias vers es para escrita multiple user transa es longas podem ser executadas criando se novos ramos das vers es para estas transa es long transacations e os conjuntos de dados s o cont nuos pois n o h necessidade de subdividir em arquivos para permitir o armazenamento cont nuous datasets Cada um desses pontos ser examinado detalhadamente a seguir Pontos de Checagem e de Retorno Checkpoints e Backtracking Arvore de vers es Uma boa maneira para visualizar um dataset como uma arvore de vers es Abaixo a Figura 2 40 ilustra um exemplo onde cada c rculo representa uma vers o DATASET Zona 21 Cria o do dataset Defini o do schema Vers es congeladas Digitaliza o dos obje
169. is adequado para estas ferramentas que no momento do encontro do obst culo o software pare e aguarde a defini o da dire o a ser tomada por meio da itera o com o operador Isto comum para a vetoriza o de linhas que comp e sistemas de rede tais como 77 hidrografia e malha vi ria Na vetoriza o de elementos lineares cont nuos como curvas de n vel pode se definir para a ferramenta que o comportamento seja o de percorrer as linhas sem parar nas interse es seguindo sempre a mesma dire o evitando a mudan a de dire o de forma abrupta b Configura o para vetorizar linhas descont nuas Algumas fei es dos originais cartogr ficos s o formadas por linhas matriciais de tra ado descont nuo por exemplo curvas de n vel auxiliares rios intermitentes dentre outras Para a vetoriza o destes elementos se faz necess ria defini o do espa amento de gap ou seja o salto entre dois pontos que a ferramenta deve assumir no momento da vetoriza o destes tipos de linhas matriciais Os valores dos espa amentos recomendados no manual de Vetoriza o da DSG s o apresentados na Tabela 2 6 Escala da Carta Espa amento m 1 25 000 50 1 50 000 60 1 100 000 100 1 250 000 200 Tabela 2 6 Valores de gap para vetoriza o de linhas matriciais descont nuas Fonte Manual de Vetoriza o da DSG c Suaviza o e Filtragem de v rtices Estes par metros s o usados para suavizar e reduzir v rtice
170. istema espec fico de coordenada de entidades que s o representadas sem dimens es espaciais A linha formada por uma cadeia de segmentos de linha reta ou mais especificamente por uma lista de coordenadas de pontos o objeto espacial usado para representar no banco de dados as entidades da realidade que possuem extens o lineares O pol gono o objeto espacial que representa as entidades com extens es bidimensionais rea atrav s da defini o do contorno da rea da entidade O pol gono formado por uma cadeia fechada de segmentos de linha podendo ou n o ter outros pol gonos embutidos em seu interior 41 Existe uma enorme variedade de t cnicas de armazenamento de dados espaciais que s o baseadas no modelo vetorial Laurini 1992 Essas t cnicas podem ser classificadas de acordo com o tipo de objeto armazenado ou seja ponto linha ou pol gono Caracter sticas do tipo de aplica es a que se destinam tamb m s o importantes Por exemplo em um sistema de roteamento de ve culos uma caracter stica fundamental a conectividade entre as arestas da rede vi ria para possibilitar opera es de an lise de melhor caminho Outra classifica o existente leva em considera o se os relacionamentos topol gicos s o ou n o armazenados Aronoff 1989 divide os diversos modelos vetoriais em dois grupos Modelos de Dados Spaghetti e Modelos de Dados Topol gicos Os Modelos de Dados Spaghetti utilizam estruturas
171. istro sananen beore R US ASAE RUCA O NA caadauad Sa and Coat 64 Originais Cartogr ficos ccs ccsccssssscscessscaevaccaservasacvedeasvcosanedabuadcosnincceseeduiecuceesnsucevanees 65 Carta pressa si R A RR RR aes ae 70 VOLORIZA O eu once tah 71 MELONI ZACAO GID telase henne e E E EEEE OESE 71 Vetoriza o de originais cartogr ficos eessesssesssesessseesseesserssesseresseeessees 71 Vetoriza o de cartas impressas Ei DS E a 13 Vetoriza o manual com mesa digitalizadora s 75 Aspectos importantes esesesesssseseeseereseereseestssesseesseesseteseetesseeseesseeesseeesseesseesse 76 Procedimentos adotados na vetoriza o eseccsssseeeseteteeeeseeesteeeesteeeenteeeenaees 79 Parte III QUALIDADE DE DADOS EM ESTRUTURA VETORIAL PARA USO EM STO assinala nn A A nada ede i eae AE eai 83 2 3 Qualidade de dados para SIG ss ssssnssenssessseeesseesseessessseresseessseessersseesseetssresseesserssesesssees 83 2 3 Entraves ao uso dO SIG cus iar a o E Ei EEREN E E e 85 2 3 2 F nt s d crros COS AOS a ena E nul TA A EA 86 2 3 3 Erros associados digitaliza o vetorial de uma carta ss ssessseeseeessseesseeseeessseessees 88 Erros associados origem dos dados ceessccssscecesecesseeeceeneeceeececeeececseeeecsaeeeeseeeenas 88 Erros associados representa o digital dos dados ccceeecceesseceeseeeesteeeeseeeeneeees 89 Erros associados sobreposi o de camadas de elemento
172. ith geodata In Data base tchniques for pictorial applications ed A Blases Springer Verlag Berlin 1980 TAYLOR D R Fraser Geographic Information Systems An Introdution Pergamon Prees Oxford England 1991 TEIXEIRA A et al Qual a melhor defini o de SIG Revista FATOR GIS n 11 1995 TIMES Val ria C MGeo Um Modelo Orientado a Objetos para Aplica es Geogr ficas Recife PE UFPE 1994 Disserta o de Mestrado VIEIRA Marina Teresa Pires Banco de Dados Orientado a Objetos Universidade Federal de S o Carlos Departamento de Computa o apostila 2001 KRAAK Menno ORMELING Ferjan Cartography Visualization of Spacial Data Longman London England 1996 WOLF Paul R DEWITT Bon A Elements of Photogrammetry With Applications in Gis McGraw Hill College 2000 201
173. junto das guas correntes ou est veis intermitentes ou regulares de uma regi o al m dos elementos naturais ou artificiais expostos ou submersos contidos neste ambiente Localidades Categoria que engloba os elementos espaciais que definir o os tipos e rea de ocupa o humana classificados conforme a legisla o em vigor Altimetria Categoria que engloba os aspectos morfol gicos do terreno Vegeta o Categoria que engloba as esp cies vegetais naturais ou cultivadas classificadas quanto ao seu porte ou quanto ao seu ciclo produtivo respectivamente Antes de especificar os tipos de vegeta o importante frisar a o conceito geral de cultura no contexto da TBCD Segundo essa tabela a cultura se refere ao plantio de esp cies vegetais de maneira organizada e racional seguindo t cnicas de produ o e manuten o visando obten o de benef cios ao final do ciclo produtivo Voltando a categoria vegeta o deve se considerar os seguintes conceitos Terreno Exposto Regi o sem cobertura vegetal ou extremamente espa ada Vegeta o Rasteira Vegeta o nativa com altura inferior a 50cm vegeta o tipo capim 141 Vegeta o Arbustiva Vegeta o nativa com altura variando de 50cm a 2m Vegeta o Arb rea Vegeta o nativa com altura predominantemente superior a 2m Brejo ou p ntano Vegeta o em terra saturada de gua doce ou salgada geralmente coberta de vegeta o carac
174. la 2 7 Valores de amplia ao de escala para as c lulas usadas pela DSG 80 Tabela 2 8 Regras de topologia existentes no Gothic itera es poss veis entre PENN AS sons tel Snes Sina Gas eee al ee eile eee tale E Sd o a alee 126 Tabela 3 1 Datuns e arquivos semente criados pela DSG para a plataforma de trabalho VG caps atest TES RI A A Sl o eee Ce 150 Tabela 3 3 Arquivos de categorias e de textos associados eesceesteeesteceeseeeneeeeeeeeaes 152 Tabela 4 1 Sequ ncia de temas da TBCD a serem percorridos na Fase I 172 Tabela 4 2 Tolerancias da rotina PlagPeqse ac sscissadcespceacscesedeascodecaeses opcenadesedteacteseeananess 179 Tabela 4 3 Objetos delimitadores de rea osaastsara cca spears Elia andava oie 183 xi SUM RIO Cap tulo 1 INTRODU O seisiaa santa dugrcisicsbtadagaaigiasaganlciada 1 1 1 Identifica o do problema iissseissscccasesecevestaviccedssndeasanavesaccisusenesasessaseaiobeneseasaceedesedenceaavenee 1 1 2 Defini o do objetivo geral e espec fico do trabalho oe eeeeeceesecseeeceeeeeeseeeeeneeeenes 5 LS Estruturado trabalhos anil Sida a Gi cans cau cae Gate aa a ca 7 Cap tulo 2 CONCEITUA O TE RICA ii 10 Parte I CARTOGRAFIA AUTOMATIZADA E SISTEMAS DE INFORMA O GEOGRAFIC ASe fans pm A a E a ere 10 2 1 Sistemas de informa o geogr fica e cartografia eee eesceesteceeteceeseeeneeeeneeeteeees 10 2 1 1 Mapas
175. lativamente alto fazendo com que a maioria dos empreendimentos onde era necess rio o uso de mapas sofressem altera es significativas O desenvolvimento tamb m possibilitou o aprimoramento e a populariza o de softwares de computa o gr fica que impulsionados pelas necessidades de obten o de informa es a partir de dados espaciais ampliou consideravelmente o universo de usu rios e produtores de informa es geogr ficas A uni o dos mapas digitais com sistemas de Banco de Dados por sua vez permitiu realizar pesquisas consistentes sobre dados geogr ficos fornecendo um terreno f rtil para o florescimento de novas ferramentas tecnol gicas Os pacotes de softwares que possibilitavam consultas e an lises de dados espaciais deste tipo ficaram conhecidos como Sistemas de Informa o Geogr fica SIG A dissemina o desta ferramenta que at pouco tempo era usada somente por institui es p blicas em pa ses mais desenvolvidos e mesmo assim sem explorar sua total capacidade fez com que sua funcionalidade amadurece se proporcionando sua aplicabilidade para todas as disciplinas que trabalhavam com dados geogr ficos possibilitando pela primeira vez a integra o dos dados de diferentes tipos de fonte Hoje sua funcionalidade possibilita manipular analisar e visualizar dados combinados de v rias naturezas tornando o uma ferramenta imprescind vel para qualquer usu rio que lance m o de dados espaciais O SIG permite aos usu
176. lguns aspectos relacionados modelagem de dados orientada a objetos para fins cartogr ficos apresentando a modelagem de dados desenvolvida pela DSG para fins de armazenamento e produ o de dados Tem entretanto como foco principal a apresenta o e descri o do sistema orientado a objetos Gothic o que realizado por meio de coment rios a respeito dos aspectos relacionados arquitetura do sistema e como o sistema entende e lida com os dados geogr ficos Descreve tamb m como o BDOO do Gothic aborda os conceitos da tecnologia orientada a objetos como trata a topologia e a quest o de versionamento de dados O Cap tulo 3 trata da valida o de dados em ambiente de CAD Aborda inicialmente a valida o de banco de dados geogr ficos levantando quest es importantes relacionadas ao assunto Exp e de maneira mais ampla a estrutura o e valida o de dados vetoriais para SIG adotada pela DSG dissecando a metodologia empregada de maneira a abordar todos os aspectos considerados importantes tais como os crit rios para cria o de classes de elementos espaciais e a defini o das categorias estabelecidas na Tabela da Base Cartogr fica Digital TBCD criada e usada pela DSG Exp e ainda sinteticamente o fluxo de dados geral do processo produtivo bem como o fluxo da fase de valida o e estrutura o Apresenta e descreve as principais rotinas desenvolvidas para execu o da fase de valida o e estrutura o bem como todo
177. lguns elementos com trama entretanto tais como rios de margem dupla e lagos permanentes em princ pio poss vel a vetoriza o semi autom tica tendo em vista que a ret cula de massa d gua presente no original normalmente n o capturada pelo scanner na digitaliza o matricial com resolu o geom trica de 800 dpi A reprodu o de s mbolos cartogr ficos existentes no arquivo matricial da carta deve ser realizada por meio do posicionamento correto da c lula prevista Estas c lulas s o constru das em ambiente de CAD numa determinada escala sendo portanto necess rio aplicar um fator de escala para a perfeita reprodu o do s mbolo representado na carta As c lulas usadas no processo de confec o cartogr fica da DSG foram criadas com uma escala compat vel a 1 25 000 sendo portanto necess rio a aplica o de fatores multiplicadores de escala para represent las em outras escalas do mapeamento sistem tico A Tabela 2 7 a relaciona os fatores de escala usados pela DSG A inser o de topon mias encontradas nas cartas em geral deve ser feita de maneira que o texto n o apresente rota o mesmo que o original esteja inclinado 79 Escala da Carta Fator de Escala 1 25 000 1 1 50 000 2 1 100 000 4 1 250 000 10 Tabela 2 7 Valores de amplia ao de escala para as c lulas usadas pela DSG Fonte Manual de Vetoriza o da DSG b Vetoriza o da Hidrografia Consiste na vetoriza o dos elementos
178. lida o dos dados foi realizada por um programador com experi ncia de uso na linguagem LULL Basicamente foram escritas 25 rotinas as quais possui embutidos em seu c digo fonte diversas fun es retiradas da biblioteca do Gothic O c digo fonte do aplicativo desenvolvido tem aproximadamente 10 000 linhas de programa o e permitindo quando necess rio altera o de par metros e implementa es adicionais importante salientar que boa parte dos procedimentos transcrita para o aplicativo final foi desenvolvida separadamente como as ferramentas aplicadas na metodologia de valida o dos dados no ambiente de CAD vistas anteriormente Testes com o aplicativo Mesmo durante a escrita foram executados diversos testes com o aplicativo criado de maneira a depurar erros de sintaxe e erros de algoritmos As rotinas integrantes do aplicativo de valida o foram implementadas individualmente durante a fase de desenvolvimento uma vez que o processo de cria o de softwares praticamente induz a este procedimento A ordem de aplica o das rotinas imposta pela metodologia e l gica do processo de valida o foi a respons vel pela estrutura o do aplicativo final Mesmo considerando esses aspectos foram realizados dois testes preliminares com o material cartogr fico oriundo da aquisi o Este material constitu a se de dois arquivos vetoriais oriundos do processo de restitui o fotogram trica que j haviam sido validados em ambiente de
179. lineares pontuais e de rea bem como na coloca o dos textos e s mbolos encontrados na carta referentes ao original de hidrografia cor azul Basicamente o trabalho de vetoriza o dividido em quatro partes Lagos rios e canais permanentes Rios e canais intermitentes Elementos de rea que possuam trama e Coloca o de c lulas e textos da hidrografia Para garantir a exist ncia de um n em cada ponto de conflu ncia dos rios e maior espa o percorrido pela ferramenta de vetoriza o deve se vetoriz los no sentido de jusante para montante e com a op o de parar quando encontrar uma interse o Para a vetoriza o de elementos tais como recifes cursos d gua canalizada e outros similares recomendado o uso da modalidade de vetoriza o manual pois os referidos elementos lineares possuem tramas que dificultam a aplica o da modalidade semi autom tica A inser o das c lulas representando corredeiras e r pidos n o represent veis em escala deve ser executada utilizando se as c lulas respectivas a essas representa es As reas de inunda brejo arrozal devem ser vetorizadas de acordo com o seu contorno por meio de vetoriza o manual uma vez que tais reas n o possuem linhas de contorno aparente Devem ser vetorizadas as duas margens dos rios de margem dupla Os a udes devem ficar abertos nos locais onde est o definidas as posi es das barragens 80 c Vetoriza o da
180. liza o matricial por meio do uso de filtros especiais Deve ser ressaltado por m que a ado o das opera es mencionadas para as situa es apresentadas logo acima podem n o resultar na corre o esperada neste caso deve se abandonar este tipo de tratamento e a nica alternativa seria a apresentada anteriormente O registro dos originais corrigidos por meio desta alternativa deve ser executado com uma aten o redobrada pois se deve ter em mente que a estrutura matricial original constru da pelo scanner foi corrigida por meio de interven o humana Do que foi apresentado para os dois primeiros casos chega se conclus o que urna verifica o pr via dos originais imprescind vel pois por meio dela poss vel se constatar a integridade f sica dos originais o estado de limpeza da superficie dos originais o estado das informa es dos originais a coincid ncia ou n o das marcas de registro dos originais a exist ncia de regi es onde o original possa ter sofrido distor es Conclui se tamb m para a ltima situa o que o estado de conserva o do dispositivo de convers o anal gico digital um fator preponderante pois dela depende a qualidade das imagens geradas Portanto a manuten o limpeza e calibra o do equipamento deve ser realizada periodicamente e de acordo com as recomenda es do fabricante Carta Impressa Assim como o original a carta impressa ap s convers o para o
181. lo qual os dados geogr ficos podem ser estruturados a fim de possibilitar que os mesmos sejam pass veis de ser interpretados Sem a topologia os componentes espaciais de um objeto s o simplesmente gr ficos fornecendo assim apenas a geometria que representa a forma daquele objeto e nada mais Se a intera o espacial entre dois objetos e importante ent o a topologia e necess ria No Gothic as principais raz es para o uso da topologia s o Obter informa o sobre a conectividade entre objetos Capturar objetos dentro de certa toler ncia e Formar pol gonos definidos por limites de outros objetos adjacentes Conectividade Informa es de como os objetos s o conectados s o essenciais para certas opera es como por exemplo analise de rotas Entretanto a informa o de conectividade pode tamb m ser usadas em situa es mais simples como por exemplo identificar uma cidade em uma rodovia em especial A Figura 2 35 ilustra as situa es exemplificadas 120 Liga o entre as BR Curitiba Figura 2 35 Conectividade entre elementos lineares Captura Em certas situa es importante que um objeto capture outro dentro de uma certa toler ncia como o caso dos processos de aquisi o de dados vetoriais nos quais necess rio capturar um n extremo de uma linha para dar continuidade ao desenho de uma fei o A captura e essencial para determinar a conectividade mas tamb m um meio til para
182. logias de an lise Figura 2 8 Software formado por um conjunto de programas geridos por um determinado Sistema Operacional cuja finalidade b sica coletar armazenar processar 26 analisar e apresentar dados geogr ficos tirando partido do aumento da velocidade facilidade de uso e seguran a no manuseio destas informa es apontando para uma perspectiva multi intra e interdisciplinar de sua utiliza o O software contempla basicamente cinco m dulos 1 Coleta Padroniza o Entrada e Valida o de Dados 2 Armazenamento e Recupera o de Dados 3 Transforma o ou Processamento de Dados 4 An lise e Gera o de Informa o 5 Sa da e Apresenta o de Resultados Quanto aos sistemas operacionais no caso do micro e mini computadores a tend ncia aponta para o uso das diferentes vers es do Windows e do Unix As esta es de trabalho workstation utilizam sistemas operacionais compat veis com Unix os mainframes operam sob sistemas VMS UVS e Unix entre outros Hardware o conjunto de equipamentos necess rios para que o software possa desempenhar as fun es descritas De forma sucinta inclui o computador e perif ricos como impressora plotter scanner unidades de armazenamento unidades de CD Rom disco r gido fitas magn ticas e ZIP Drivers A comunica o entre computadores tamb m pode ser citada sendo realizada por meio de um ambiente de rede Dados s o mat rias primas q
183. lu o radiom trica Este tipo de resolu o est diretamente ligado quantidade de varia o de tons de cinza ou n veis de cinza que um pixel pode assumir Na pr tica a ado o da resolu o radiom trica se limita a alguns valores b sicos tais como 1 4 e 8 bits As especifica es de resolu es adotadas no Manual de Vetoriza o da DSG para digitaliza o matricial dos diapositivos de originais cartogr ficos fotolitos e das cartas impressas bem como os formatos de arquivos de sa da podem ser vistos na Tabela 2 4 Resolu o Base de dados Formatos PRA E Resolu o anal gica de arquivo a Hesolu o Espectral Radiom trica Diapositivos e vis vel P amp B preto e originais tif rle 600dpi branco 1bit cartograficos Folha impressa visivel pancromatico em papel tif rgb 300dpi tons de cinza 1 8 ou 24bits visivel colorida RGB Tabe 2 4 Especifica oes t cnicas para a digitaliza o matricial de originais cartograficos na DSG Fonte Manual de Vetoriza o DSG As resolu es apresentadas dizem respeito basicamente a aspectos de ordem pr tica No caso dos originais cartogr ficos a resolu o geom trica adotada para a digitaliza o maior porque os arquivos gerados devem possuir uma quantidade maior de pixels para uma melhor defini o dos elementos capturados Isto se deve porque a t cnica de vetoriza o em tela adotada para a convers o deste tipo de material a semi
184. m certos sistemas uma classe pode ter v rias superclasses em cujo caso diz se que ocorre heran a m ltipla Figura 2 30 enquanto outros imp em a restri o de uma nica superclasse dita heran a simples Ve culo Ve culo Passageiro nro placa STRING modelo STRING data ltima revis o DATE rota STRING pre o NUMBER horario_saida NUMBER pr xima revis o DATE g Caminh o nibus licen a NUMBER valor_estimado NUMBER lugares NUMBER Figura 2 30 Exemplo de heran a m ltipla para ao caso da classe nibus e heran a simples para a classe Caminh o Fonte Vieira 2001 A heran a m ltipla pode provocar problemas de conflitos como por exemplo duas ou mais superclasses podem ter um atributo com o mesmo nome mas com diferentes dom nios Esses conflitos precisam ser tratados pelo sistema Se existe uma rela o de inclus o entre os dom nios ent o o dom nio mais espec fico ser escolhido como o dom nio para a subclasse Por exemplo se na classe Ve culo existir o atributo combust vel cujo dom nio gasolina lcool diesel e em Ve culo Passageiro existir tamb m o atributo combust vel cujo dom nio diesel a classe nibus herdar o atributo combust vel cujo dom nio ser diesel Figura 2 31 isto o dom nio mais restrito Se essa rela o n o existe uma solu o adotada a escolha do dom nio com base na or
185. m conta as regras topol gicas foi desenvolvida uma rotina que divide o processamento em duas partes A primeira consiste na aplica o das regras topol gicas sobre a classe de objeto limite geogr fico moldura O resultado da aplica o das topologias faz com que a geometria da classe mencionada se torne inalter vel e assuma a es topol gicas em rela o s demais classes existentes Os objetos sobre esta influ ncia s o ajustados de acordo com a geometria da moldura ou seja os objetos das classes que se encontrarem dentro do limite de influ ncia topol gica da moldura t m seus n s ou v rtices estendidos at a moldura O limite de influ ncia usado como refer ncia para que os objetos tenham seus n s ou v rtices capturados pelo limite geogr fico de uma carta de 50cm para uma carta na escala 1 25 000 A segunda consiste na aplica o das regras topol gicas sobre todos as demais classes de objetos Aqui entra as prioridades entre classes de objetos estabelecidas nas regras de topologia da modelagem O resultado da aplica o das topologias neste caso far com que os objetos das classes se ajustem automaticamente de acordo com as regras estabelecidas Em outras palavras os objetos das classes que possu rem prioridades menores em rela o aos demais ter o seus n s e ou v rtices estendidos at o encontro ao tra ado geom trico dos objetos de maior prioridade O limite de influ ncia referencial para que os objetos tenha
186. m criadas tomando por base estas caracter sticas fundamentais do CAD A Figura 2 21 ilustra uma parte da TBCD na qual pode ser visto a defini o dos atributos mencionados anteriormente de acordo com o CAD MicroStation 56 dos Fei o C digo a Repevecctagc Castagrii ca vm THA OY Tie o pade PACA memo mem em comerem w ouso Camiho canopi CARRO A a YE FOCOMA Recovie do r togo port cico MAD PA wee PERCO fei a 101 JOO Roce n o paimamas AQ rer 3 Fehma Ter PEW woo Pocus permeado PAL MENTADA 3 Fates azs AIO ERIE AD omad peters 4 Fabas Figura 2 21 Extrato da TBCD indicando os atributos usados para codificar a fei o cartogr fica para o modelo digital Fonte DSG 2002 A coluna Aquis apresentada na Figura 2 21 refere se a os atributos gr ficos da aquisi o de dados Lv level n vel Lc style estilo Wt weight peso e Co color cor O objetivo final do uso desses atributos que todas as formas de aquisi o de dados sejam vetoriza o atualiza o por imagem ou restitui o use os mesmos atributos gr ficos Por exemplo para digitalizar vetorialmente uma rodovia pavimentada seja usados os atributos Lv 11 Lc 0 Wt 3 e Co 4 A defini o dos n veis l gicos da simboliza o e dos comandos associados de digitaliza o vetorial definida a priori para um arquivo semente um arquivo contento os ajustes mas se
187. m dados o qual usado para a cria o de outros arquivos de desenho cartogr fico O arquivo semente tamb m cont m as especifica es dos par metros de digitaliza o da proje o cartogr fica das unidades de trabalho e da resolu o cartogr fica Ap s as defini es necess rias inicia se o processo de digitaliza o e edi o gr fica dos elementos cartogr ficos obedecendo a uma seqii ncia 57 estabelecida em fun o da prioridade da informa o e da mobilidade do elemento gr fico Desse modo garante se a n o superposi o de s mbolos em conjunto com uma maior clareza de representa o 2 2 6 Aquisi o de dados vetoriais para SIG via CAD A aquisi o dos dados espaciais em formato vetor no ambiente digital realizado por processo de digitaliza o vetorial que pode ser baseado em diversos m todos fornecida abaixo uma descri o mais detalhada deste processo assim como descrito o m todo mais usado a saber a vetoriza o 2 2 6 1 Processo de digitaliza o vetorial ou vetoriza o O processo de digitaliza o vetorial conhecido simplesmente como vetoriza o a forma mais comum para obten o de dados geogr ficos no formato de vetores para uso em SIG Para que o processo de vetoriza o possa ser aplicado sobre documentos cartogr ficos basta que estes existam estejam em estado de conserva o adequada e em condi es de ser submetido ao processo de convers o Neste m to
188. m desenhadas de maneira equivocada conforme pode ser visto na ilustra o da Figura 4 2 Ap s a quebra do objeto os loops s o isolados permitindo uma limpeza posterior por meio da aplica o da rotina EliminaDup 2 loop O RD Q v rtice criado pela quebra do elemento linear Figura 4 2 Linha desenhada com loops antes e ap s a aplica o da rotina AbrirLoops 4 ExtLinhasFlut Estende objetos lineares com v rtices posicionados antes do alvo undershot at o encontro com outro objeto linear para que possa permitir a cria o de uma interse o e futura defini o de um n O valor m ximo para estender o objeto linear at outro varia de 174 acordo com a escala do dataset que se est trabalhando e com a dimens o linear do objeto em quest o Por exemplo para o caso de um dataset na escala 1 25 000 o valor limite para estender um elemento que possui mais que 30 m de comprimento 15 metros Figura 4 3 Situa o normal Escala 1 25 000 Elemento gt 30 m Figura 4 3 Aplica o da rotina ExtLinhasFlut em dataset na escala 1 25 000 Caso o objeto linear for menor que 30 m o valor m ximo para estend lo da metade do seu comprimento Esta regra foi estabelecida para evitar a altera o da geometria dos objetos Por exemplo se existir um segmento de objeto linear com comprimento relativamente curto posicionado pr ximo a um outro objeto o algoritmo poderia se equivocar e reconstru
189. m seus v rtices e ou n s estendidos de 2m para um dataset na escala 1 25 000 Tanto para a primeira parte como para a segunda parte nos casos onde n o foi poss vel o ajuste autom tico por meio da topologia ao marcados para serem verificados posteriormente pelo operador Os primeiros testes da rotina da Fase II mostraram que as quantidades de erros apontadas ap s o processamento s o baixas da ordem de uma a duas dezenas de casos por dataset de uma carta independente da escala 182 4 3 3 Fase HI A terceira fase consiste na obten o dos objetos de rea a partir da utiliza o de parte da geometria de objetos lineares Os objetos de rea s o formados a partir do contorno de segmentos de objetos lineares de acordo com a Tabela 03 A valida o na Fase III dividida basicamente em tr s partes A primeira realiza o fechamento das reas utilizando as classes de objetos considerados delimitadores conforme relacionados na Tabela 4 3 A segunda classifica as reas geradas por meio de consultas ao atributo cor e aos centr ides reas Tipo Objetos delimitadores Areas de infra me f limite geogr fico contorno de infraestrutura estrutura Edificacoes limite geografico contorno de edificacao Referencial limite geografico contorno de referencial Hidrografia limite geografico contorno de hidrografia barragem contorno de edificacao contorno de hidrografia contorno de infraestrutura contorno de referencial con
190. ma es marginais e de moldura tais como legendas coordenadas geogr ficas e de proje o cartogr fica UTM Ap s o georreferenciamento dos originais o trabalho de convers o se resume basicamente em capturar as fei es por meio do emprego das ferramentas do software de vetoriza o de acordo com a Tabela de Aquisi o de Dados usada no projeto Vetoriza o de cartas impressas Quando n o se possui o original cartogr fico como fonte de dados a solu o para convers o anal gica digital se d por meio do uso das cartas impressas em substitui o aos anteriores Neste caso a t cnica de vetoriza o a ser usada deve ser a manual pois os arquivos das cartas impressas impossibilitam o uso de t cnicas semi autom ticas Como visto na fase de Digitaliza o Matricial s o usadas para as cartas impressas resolu es radiom tricas de 1 8 e 24 bits Essas resolu es s o aplicadas de acordo com a exist ncia de fatores condicionantes tais como tipo de scanner usado software dispon vel e espa o em disco O espa o em disco r gido um ponto importante que deve sempre ser considerado Por exemplo um arquivo de imagem de uma carta em 1 bit extremamente pequeno quando comparado a um de 8bits que por sua vez menor 73 que um de 24 bits Apesar da exist ncia hoje de discos r gidos com grande capacidade de armazenamento importante lembrar que imagens coloridas de 24 bits de cartas topogr ficas consomem um es
191. maneiras Abler 1988 e melhora a efici ncia da mais tradicional an lise espacial A Figura 2 6 exemplifica este poder de manipula o de dados 23 por meio do cruzamento de camadas de informa o com estrutura de dados distinta dados vetor e matricial Com um r pido desenvolvimento o SIG incorporou conhecimentos da geografia geod sia cartografia ci ncia da computa o matem tica estat stica e in meras outras disciplinas Com o crescente aumento no poder dos microcomputadores e o acr scimo da disponibilidade de uso amig vel o SIG tem se tornado acess vel a um grande n mero de usu rios ID Ano M s Dia Hora Mortos Feridos 1 1998 2 14 1715 0 0 2 1998 5 25 2300 0 0 Ocorr ncia de queda de raios 7 Tie i a as gt Estado de Utopia 5 1999 9 8 1845 0 2 6 1999 11 6 1930 0 0 8 7 1999 12 2 2245 1 0 F 8 2000 3 21 1500 0 0 att J 9 2000 5 13 1630 0 0 ee Co As a Atributos da queda dos raios E M Cada ocon ncia armazenada no x 3 z banco de dados de atributos conesponde es ih BE LA a um ponto na camada de informa o E 4 Ma TM do mapa o a a Dados C ensit tios ID Nome Popula o Masculina Feminina Estado de Geodes 11 Alfa 3150 1732 1418 12 Braw 2500 1375 1125 13 Charlie 3698 2033 1665 14 Delta 41356 22745 18611 15 Echo 2469 1357 1112 19 Foxtrot 58960 32428 26532 b Figura 2 5 Atributos armazenados num SIG Fonte adaptado de Dent 1999 24 A tecnologia
192. mo os processos a serem usados nas corre es s o uma maneira de manter o mesmo grau de corre o para os mapas digitais Infelizmente para a maioria dos usu rios a qualidade dos dados geogr ficos geralmente examinada somente ap s terem sido tomadas decis es incorretas e as perdas financeiras j ocorreram O aumento de produtores de informa o geogr fica e do n mero de usu rios est fazendo com que diversos produtos de natureza espacial sejam encontrados com defici ncias tais como erros e pobreza de desenho Outro fator importante que os dados gerados por seus idealizadores s vezes com prop sitos bem definidos s o usados indiscriminadamente para qualquer aplica o A obten o indiscriminada de dados espaciais para SIG baseado na convers o de material cartogr fico existente um bom exemplo para ilustrar este tipo de pr tica Caso esta convers o seja realizada indistintamente sem uma an lise pr via do material existente e 84 um planejamento de tratamento adequado dos vetores adquiridos podem surgir problemas que provavelmente ir o prejudicar a usabilidade de tais sistemas 2 3 1 Entraves ao uso do SIG Considerando que o melhor emprego de um SIG esta relacionada diretamente a tomada de decis o sobre dados espaciais pode se dizer que existem dois entraves para a otimiza o de seu uso a Cultura cartogr fica A maioria dos pacotes de SIG utilizados pressup e que o usu rio tenha bons conhec
193. n lise de dados visando a produ o de cartas O outro assume que a cartografia faz parte do SIG pertencendo ao ramo que trata da apresenta o de dados em forma de mapas A distin o entre cartografia especialmente a cartografia tem tica como uma disciplina e um sistema de informa o geogr fica confusa e complicada Al m disso esta mistura est mudando dramaticamente a fronteira e o alcance das possibilidades na visualiza o cient fica H muitas defini es de SIG Previamente se aceitarmos o ponto de vista que um sistema de informa o geogr fica um sistema baseado em computador que processa informa o geogr fica DeMers 1997 verificamos que a fun o de mapeamento no SIG n o fica bem definida Entretanto n o incomum hoje em dia encontrar fun es completas com v rias alternativas para o mapeamento tem tico em programas de SIG A facilidade com que dados socioecon micos podem ser inseridos dentro dos programas tamb m torna muito f cil realizar todos os tipos de mapeamentos tem ticos poss veis Sendo assim sem entender a conex o entre os dois o m todo de processamento de dados a simboliza o e disponibiliza o em forma de mapas requerem estudos cont nuos e exames especializados Uma discuss o sobre estas duas atividades parece ser a melhor maneira de lan ar luz sobre as suas diferen as e similaridades para que a fronteira entre elas possa ser mais bem entendida O ponto de partida para
194. nada pela grande demanda implementou em sua linha de produ o uma fase respons vel pelo preparo de dados com a finalidade de atender aos usu rios SIG Esta fase recebeu a denomina o dentro da institui o de Valida o e tem por finalidade realizar a edi o para SIG dos dados vetor obtido pelas fases de aquisi o A partir daquele ano todos os arquivos digitais de cartas existentes ou em fase de confec o passaram a ser validados Hoje a valida o se encontra bem sedimentada como processo produtivo e faz parte da linha de produ o de dados cartogr ficos da DSG Ainda no ano de 2000 a DSG por interm dio da 1 Divis o de Levantamento 1 DL adquiriu da empresa Laser Scan Ltda ferramentas de geotecnologias baseadas em ambiente Orientado a Objeto OO Essas consistem de um sistema de tratamento manipula o e armazenamento de dados geo espaciais conhecido como LAMPS2 e um Banco de Dados Orientado a Objeto BDOO denominado Gothic Durante o per odo entre os anos de 2000 e 2002 essas tecnologias foram implementadas para uso na linha de produ o cartogr fica da 1 DL a qual apresentou excelentes resultados em termos de redu o de tempo e aumento de qualidade em processos de edi o vetorial O potencial das tecnologias adquiridas por m n o se resume apenas a implementa o de ferramentas para uso em apenas uma fase do processo de produ o cartogr fica Ainda existem possibilidades de otimiza es de proce
195. neira a n o repetir dentro de uma mesma categoria o valor do atributo cor que pode variar de O a 255 Considerando este fato o algoritmo realiza uma consulta ao atributo do objeto e verifica qual o valor num rico de cor est a ele associado A identifica o do objeto e conseqiiente classifica o s o realizadas ap s tal constata o Cria o de objeto de rea a partir do centr ide A classifica o dos objetos de rea realizada a partir da consulta ao centr ide realizada para os objetos oriundos dos temas da TBCD relativos a edifica es e vegeta o Durante a aquisi o de dados s o inseridos centr ides no interior de espa os circundados por elementos lineares para posterior identifica o e defini o dos elementos de reas Os centr ides s o basicamente pontos que representam a origem de elementos de textos Sua caracter stica principal possuir um texto por meio do qual se pode identificar reas como pertencente a um determinado tipo de cobertura do solo O algoritmo empregado usa esta informa o contida no centr ide para classificar a rea na qual esta inserida Para tanto ele realiza uma consulta tipo ponto contido em pol gono e l a informa o texto do centr ide classificando o de acordo com o seu significado Para aprimorar a classifica o de reas gen ricas de cobertura de solo e minimizar a itera o com o operador foram criadas algumas condi es Tendo em vista que as reas oriundas dos
196. nheiro Militar IME Esta disserta o foi julgada para obten o do t tulo de MESTRE EM SENSORIAMENTO REMOTO e aprovada em sua forma final pelo Programa de P s Gradua o em Sensoriamento Remoto Prof Dr Franscisco Humberto Sim es Magro CEPSRM Orientador Prof Dr S rgio Flor ncio de Souza Prof Dr Jorge Ricardo Ducati Coordenador do CPGSR Diretor do CEPSRM COMISS O EXAMINADORA Prof Dr Norberto Dani Prof Dr Ronaldo dos Santos da UFRGS Rocha UFRGS Prof Dr S rgio Flor ncio de Souza Coordenador do CPGSR li OFERECIMENTO Aos meus pais meus primeiros educadores que me encaminharam no aprendizado da vida a minha eterna companheira Paula Akemi e a nossa filha Larissa Yumi com as quais divido a satisfa o pela realiza o deste trabalho ili AGRADECIMENTOS Ao meu orientador Prof Dr Magro pela confian a depositada na id ia que originou este trabalho A Diretoria de Servi o Geogr fico do Ex rcito Brasileiro personificada pelo Excelent ssimo General de Brigada Paiva de S por ter me concedido a oportunidade de realizar o curso de mestrado Ao Centro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e Meteorologia personificado pelo seu corpo docente por ter me repassado os conhecimentos necess rios para fundamentar o desenvolvimento do trabalho de disserta o A 1 Divis o de Levantamento do Ex rcito Brasileiro personificado pelo seu corpo t cnico por ter compart
197. nks e n s s o armazenadas Estruturando objetos simple e poss vel retomar a forma anterior livremente Ha quatro tipos de Simple Links e N s Simple serve para qualquer situa o por m quando usado causa a perda de desempenho do computador usado para as situa es n o enquadr veis em nenhuma das pr ximas por exemplo uma constru o Simple point usado por exemplo para cidades Simple line usado por exemplo para rodovias Simple area usado por exemplo para reas postais Quando uma classe base usada a geometria armazenada diretamente como um atributo do objeto Entretanto quando usamos objetos Simple dados geogr ficos dos links e dos n s s o armazenados separadamente Para usar a topologia efetivamente necess rio entender a estrutura link n 123 Armazenamento link n Considere o exemplo a seguir no qual duas rodovias se unem em uma jun o e duas cidades ficam em uma das estradas Figura 2 38 Quando a topologia usada os dados espaciais s o armazenados como objetos primitivos os quais s o reconstru dos para a forma geom trica do mundo real do objeto quando solicitado Vis o do usu rio Dados armazenados x Link n Paranagu Figura 2 38 Vis o do usu rio e dados armazenados no banco de dados Conex o entre link e n Uma das principais raz es para usar a topologia para definir a conectividade entre os objetos Esta informa o armazen
198. ns vel pela obten o de dados espaciais lan a m o de diversos sistemas A integra o destes sistemas em torno do termo Cartografia Automatizada bem visto e adotada pelos produtores de dados Embora o termo se encontre um pouco defasado devido ao surgimento de diversas tecnologias na rea fundamental seu resgate devido a sua import ncia no processo produtivo de dados para os diversos sistemas de informa es espaciais A Figura 2 10 exemplifica a sua import ncia para os sistemas mais comuns de informa es espaciais O desenvolvimento de aplicativos para lidar com dados de natureza espacial tais como o CAD e sistemas de tratamento de imagens de sat lite possibilitaram um novo panorama que favoreceu grandemente aos usu rios de informa es espaciais Surgiram assim as hoje conhecidas geotecnologias que amplamente aceitas pela sociedade fez com que o consumo de dados de natureza geogr fica aumentasse significativamente As geotecnologias s o o conjunto de tecnologias para coleta processamento an lise e disponibiliza o de informa o com refer ncia geogr fica Estas s o compostas por solu es em hardware software e peopleware que juntos se constituem em poderosas ferramentas tanto para a produ o cartogr fica como para a tomada de decis o 30 Dentre elas hoje conhecidas e amplamente empregadas est o o SIG o Sensoriamento Remoto e o Sistema de Posicionamento por sat lites a Aerofotogrametria a
199. nta ainda alguns aspectos relativos a confec o de mapas com CAD aponta as diferen as b sicas entre CAD e SIG menciona como se procede ao registro dos dados no CAD como s o relacionados s entidades do CAD com as fei es do SIG tece alguns 2 coment rios de como a estrutura e organiza o do desenho CAD e como pode ser realizada a convers o de CAD para SIG Tamb m apresenta um t pico sobre a estrutura o de dados vetor em CAD Por fim apresenta a metodologia de digitaliza o usada na DSG discutindo detalhes e fases importantes deste tipo de aquisi o de dados O terceiro tema versa sobre a qualidade de dados para SIG Aborda em seu corpo os entraves para o uso do SIG a as principais fontes de erros Aborda ainda mais profundamente os erros oriundos da digitaliza o vetorial de uma carta passando pelos erros associados com a fonte da carta com a representa o digital da carta a sobreposi o de camadas contendo elementos de rea e a erros comuns ocasionados durante a aquisi o de dados No seu encerramento apresentando o algoritmo Douglas Peucker amplamente usado para elimina o de v rtices em arquivos de estrutura vetorial O quarto tema versa sobre a tecnologia de Banco de Dados Orientado a Objeto BDOO Apresenta inicialmente os conceitos b sicos relacionados ao assunto tais como objetos e identidade encapsulamento m todos tipos e classes heran a polimorfismo dentre outros Aborda ainda a
200. nte as reas s o submetidas a um processo de classifica o baseado em algoritmo geom trico Este algoritmo realiza consultas ao atributo cor do objeto oriundo da TBCD para o caso do tema edifica o e temas de hidrografia e centr ide inserido durante o processo de aquisi o de dados para o caso das demais reas importante salientar aqui que os objetos de rea embora estejam classificados pertencem a uma nica classe gen rica de car ter tempor rio Este procedimento se faz necess rio por dois motivos a seguir expostos verifica o dos objetos de rea que n o foram classificados e necessidade de excluir reas que representem buracos holes de reas que foram constru das indevidamente No primeiro caso os objetos que apresentarem problemas de classifica o s o marcados e corrigidos posteriormente pelo operador No segundo o processamento das rotinas detecta automaticamente reas contidas em outras que se caracterizam como buracos Figura 4 14 lago interno ilha fluvial dupla Figura 4 14 Buracos existentes num objeto de rea tipo rio de margem dupla Cria o de objeto de rea a partir do atributo cor A classifica o dos objetos de rea realizada a partir da consulta do atributo cor v lida somente para os objetos oriundos dos temas da TBCD relativos a infra estrutura transportes edifica es relevo referenciais e hidrografia 184 A TBCD foi criada de ma
201. nte da mesma classe ou tipo de dados Por exemplo todas as entidades de linha usadas para representar estradas podem estar em uma camada chamada estradas Ou as linhas poderiam ser mais divididas em classes colocando as em subcamadas denominadas Estradas Arteriais Estradas Coletoras ou Estradas Locais Como a maioria dos programas de SIG pode ligar o nome da camada de uma entidade ao registro dessa fei o no banco de dados o nome da camada pode ser usado como um atributo do SIG Ter um desenho de CAD bem organizado com camadas l gicas nomeadas e classes de fei es aumenta grandemente a facilidade e funcionalidade da convers o de dados do CAD para dados de SIG 2 2 4 4 Convers o de CAD para SIG De forma geral existem tr s m todos de usar dados de CAD em programas de SIG O primeiro usar programas de SIG que possam ler dados do CAD diretamente tais como extens es de leitura CAD do ArcView O segundo m todo usar rotinas de tradu o usualmente baseadas sobre o formato de arquivos DXF Drawing Exchange Format formato para troca de dados O ltimo m todo usar um programa que trabalha dentro do CAD para criar a topologia e ligar atributos s fei es espaciais Exemplos deste s o o ArcCAD da ESRI AutoCAD MAP da AutoDesk e GeoMedia da Intergraph Leitura direta de dados ArcView capaz de ler arquivos do AutoCAD DWG e DXF bem como arquivos do MicroStation DGN O ArcView leva as entidades desenhadas no
202. nvestiga o que envolva o uso de SIG com o objetivo de manipular e examinar dados espaciais pressup e a exist ncia de mapas em meio digital confi vel Mapas e gr ficos neste est gio geralmente n o est o documentados porque pertencem ao dom nio privado de um pesquisador ou um grupo deles As representa es usadas s o genericamente esquem ticas e geralmente n o s o consideradas de qualidade para publica o Entretanto esta fase necessariamente precisa ter o contexto de distribui o espacial para a defini o do panorama a partir do qual ser poss vel a pr xima fase Confirma o Num processo de investiga o em andamento suposi es s o feitas quest es s o levantadas e hip teses s o geradas Mapas e outras ferramentas de visualiza o neste 17 est gio de investiga o s o geralmente usados como um meio para confirmar suspeitas iniciais Separadamente ou em combina o com outros gr ficos eles podem mostrar o resultado de um esfor o de modelagem ou chamar a aten o para anomalias oriundas da combina o ou transforma o das observa es originais Todas estas express es gr ficas orquestram uma fun o para confirma o ou atribui o de pesos para as hip teses geradas Esta geralmente a visualiza o de anomalias ou res duos casos que permanecem quando uma vari vel dependente retorna contra uma ou mais vari veis dependentes que leva ao grande insight S ntese Como um analista
203. o de dados evitando que outro editor momentaneamente execute e submeta uma mudan a no BD Impedir dois registros para o mesmo assento de linha a rea n o e um problema pois 130 pode ser negado a outros usu rios acesso para ler e escrever quele registro at que aquela mudan a seja submetida As transa es longas requerem um longo tempo para serem executadas e normalmente s o efetuadas sobre dados espaciais Por exemplo a constru o de uma nova rede de rodovias A rede de rodovia somente ser completada quando todas as rodovias tiverem sido constru das Por m a dura o da transa o entre seu in cio e t rmino pode ser consider vel e consequentemente a captura de dados e seu subseqiiente submetimento ao BD n o e instant neo Um mecanismo por m necess rio para habilitar diferentes partes do BD para a edi o para per odos longos provendo ainda simultaneamente uma vis o clara do estado est vel do BD antes da transa o come ar Em gera es anteriores de GIS o nico mecanismo para obter a edi o por usu rios m ltiplos era copiar um dataset fisicamente e editar cada c pia Por m aparte das implica es pr ticas de armazenamento de dados n o h nenhum mecanismo parar impedir edi es conflitantes em c pias distintas de um mesmo dataset Desta forma esta solu o est ent o longe de ser ideal O versionamento existente no sistema Gothic facilita as Transa es Longas pois permite para cada usu
204. o detalhes de sistemas de proje o conjuntos de par metros ou metadados At 99 bancos de dados diferentes podem ser criados dentro do Gothic Cada banco de dados completamente independente de outro banco de dados e pode ser usado para distinguir dados de diferentes projetos Isto til para separar dois bancos de dados distintos por exemplo um para dados de todo o Brasil e outro para dados das reas de Suprimento Cartogr fico ASC das Organiza es Militares Diretamente Subordinadas OMDS da DSG Conjunto de Dados Datasets Todos os dados s o armazenados em conjuntos de dados portanto cada banco de dados constitu do por tais conjuntos Tipos diferentes de datasets podem ser categorizados formalmente naqueles que cont m o mundo real e aqueles que cont m informa o de apoio Em termos de aplica es n o h tratamento distinto entre um e outro entretanto s o diferenciados para fins did ticos Os datasets do mundo real armazenam dados que podem ser considerados como informa es geogr ficas tais como constru es rodovias rios eleva es ou no caso de imagens de sat lite a reflet ncia de uma banda Diferentes formatos de CD s o apropriados para tipos de informa es diferentes Os datasets de apoio cont m uma variedade de informa es que s o requeridas pelo aplicativo para mostrar na tela ou manipular os conjuntos de dados do mundo real Por exemplo s o armazenados dados matem ticos referentes
205. o e dinheiro pois o custo para armazenar arquivos de imagens grandes maior Resolu o geom trica A resolu o geom trica ou espacial simplesmente a defini o do n mero de c lulas pixel que o scanner deve criar para cada polegada linear do original Por exemplo ao digitalizar um original com 300 dpi dots per inch ou pixel por polegada produz se 90 mil pixel 300 pixel horizontalmente x 300 pixel verticalmente para cada polegada quadrada do original Portanto quanto maior a quantidade de pixel por polegada quadrada maior ser a dimens o do arquivo de imagem Resolu o espectral A resolu o espectral diz respeito segmenta o do espectro eletromagn tico capturado pelo CCD durante a digitaliza o ou em outras palavras as faixas do espectro capturadas que ser o usadas nos canais de cores do monitor do computador Esta resolu o para os dispositivos de varredura tipo scanner se restringem basicamente ao espectro vis vel que pode ser segmentado em bandas individuais para formar imagens coloridas quando associados aos canais RGB do monitor ou segmentando todo o espectro vis vel numa nica banda para formar uma imagem pancrom tica A digitaliza o dos originais em bandas para 62 compor uma imagem colorida resultar em arquivos maiores pois cada banda possuir uma imagem em tons de cinza correspondente a faixa do espectro capturada que juntas tr s bandas formar a imagem colorida Reso
206. o linhas criadas pelo tra ado realizado por canetas de pontas relativamente grossas A sobreposi o de reas contidas nas cartas em ambiente digital prometia melhores resultados porque todos os limites eram supostamente codificados com precis o mas de fato a nova tecnologia trouxe um dos problemas mais dif ceis e mais pesquisados na cartografia computacional 92 Devido aos erros associados com a representa o digital da carta item anterior os pol gonos geralmente destoam quando camadas de informa es distintas s o sobrepostas Isto facilmente percebido quando consideramos a sobreposi o de uma camada contendo o tra ado de uma rede hidrogr fica com uma camada contendo informa es de cobertura vegetal Se as informa es contidas nas duas camadas foram vetorizadas individualmente certamente os elementos de rea cont guos no espa o da carta n o ir o coincidir Isto exige um tratamento adicional do tra ado das fei es vetorizadas para que as mesmas n o apresentem inconsist ncias topol gicas graves Basicamente a solu o adotada para solucionar tal tipo de problema o ajuste das fronteiras dos elementos de rea das camadas envolvidas O ajuste ideal seria usar a rea de incerteza existente no limite de cada pol gono para definir a fronteiras mais prov vel entre as reas entretanto esse procedimento muito complexo e envolveria fatores que nem sempre poderiam ser determinados Uma solu o mais pr tica
207. objetos de hidrografia n o s o utilizadas durante o processamento as reas gen ricas devem interagir com aquelas para que n o haja inconsist ncias no espa o geogr fico mapeado representado ou seja por exemplo uma rea de vegeta o n o pode ocupar o mesmo espa o que uma massa d gua Para tanto ap s a cria o dos pol gonos estes s o consultados para verificar tal regra caso se confirme a sobreposi o o pol gono eliminado Na sequ ncia ser o procuradas sobreposi es dos pol gonos com reas definidas como terreno exposto minas terreno rochoso rea urbana areia praia dentre outras Caso se confirme a sobreposi o a rea gen rica ent o classificada com tal Ap s isto s o tratadas as reas de vegeta o por meio de uma pesquisa que identifica o texto do centr ide Como comentado anteriormente o centr ide implantado durante a aquisi o do dado vetorial Durante este procedimento pode ocorrer uma 185 generaliza o em rela o ao posicionamento do centr ide por parte do operador Por exemplo durante a inser o do centr ide de vegeta o o operador pode levando em conta caracter sticas do terreno posicionar centr ide da vegeta o entre as fei es n o individualizando as reas para evitar a polui o do desenho cartogr fico Figura 4 15 Figura 4 15 Inser o de centr ide de vegeta o de forma generalizada sobre curso d gua Para evitar ter de inserir mais cent
208. ografia e visualiza o que a comunica o cartogr fica n o est morta mas incorporada dentro de descri es cartogr ficas muito mais complexas certamente como um componente importante Como MacEachren pr prio diz Todos os autores entretanto parecem estar de acordo que a visualiza o inclui tanto componentes do pensamento visual an lise como apresenta o comunica o e sugerem ou ao menos implicam que a comunica o um sub componente da visualiza o MacEachren 1994 Cabe aqui ressaltar que todo o processo apresentado neste t pico pode sofrer de ru dos e distor es caso os dados armazenados nos bancos de dados dos SIG apresentem inconsist ncias Para que este fato n o prejudique a tomada de decis o pela indu o ao erro necess rio o estabelecimento de controle de qualidade capaz de detectar as inconsist ncias e providenciar as devidas corre es Para tanto se faz impor um tratamento adequado dos dados com a finalidade de minimizar os erros para que possam ser utilizados nos SIG particularmente aqueles de natureza espacial 19 Alta iteratividade gr fica para revelar padr es espaciais desconhecidos a um indiv duo Baixa iteratividade gr fica para transmitir ao p blico novos padr es espaciais encontrados baixo A 100 for USO DO MAPA ve publico privado o Figura 2 3 O cubo cartogr fico Fonte adaptado de MacEachren 1994 2 1 4 Dados espaciais Sis
209. ografia geogr fica que concentra no estudo espacial dos fen menos a serem mapeados Assim antecede o mapa ou utiliza cartas para determinar o conte do de outras novas cartas O prop sito da cartografia ou seja o objeto encontrado nas bibliografias tamb m varia de acordo com a vis o adotada pelos diversos autores Entretanto todos enfatizam o fato da representa o gr fica da informa o De acordo com Saunders 1991 o objeto da cartografia a representa o espacial das combina es e itera es dos fen menos da natureza e da sociedade bem como de suas altera es atrav s dos tempos por um m todo de informa o base de um sistema de sinais que constituem os s mbolos e conven es cartogr ficas Por sua vez Raisz 1969 enfatiza que o objeto da cartografia consiste em reunir e analisar dados e medidas das diversas regi es da terra e representar graficamente em escala reduzida os elementos da configura o que possam ser claramente vis veis 13 O objetivo da cartografia portanto pode ser considerado como a visualiza o da informa o espacial ou seja a disposi o por meio de informa o visual da distribui o espacial de elementos importantes ao conhecimento humano Este o fator preponderante que coloca a cartografia frente de outras ci ncias quando o assunto abordado a localiza o da informa o e o contexto geogr fico na qual est inserida A partir dos pontos de vista apresentado
210. ois graus de liberdade ao sistema os quais possibilitam um controle de qualidade m nimo para o procedimento de registro A experi ncia adquirida em trabalhos de vetoriza o na DSG entretanto demonstrou que a metodologia estabelecida no manual de vetoriza o que prev a ado o dos cantos da moldura como pontos observ veis no ajustamento para a determina o dos par metros de transforma o pode ocasionar s rios erros de posicionamento das fei es no interior da carta Isto se deve porque alguns originais possuem distor es de dif cil detec o e s vezes de natureza desconhecida Embora esse problema possa ser detectado em alguns originais o uso deste tipo de material para convers o de base anal gica para o meio digital n o deve ser descartado pois o 67 mesmo apresenta vantagens n o encontradas nos arquivos matriciais de cartas impressas Os vetores oriundos do processo de digitaliza o vetorial do arquivo matricial dos originais cartogr ficos apresentam tra ado mais bem delineado e preciso que aliado ao fato de permitirem uso de t cnicas de vetoriza o autom tica e semi autom tica que diminuem consideravelmente o tempo de convers o tomam este tipo de material ideal para trabalhos desta natureza Os principais casos verificados na pr tica que acarretam erros de georreferenciamento de originais cartogr ficos usando as marcas de registro s o As quatro marcas de canto encontradas nos originais embora
211. on Menu Utilities gt MACRO II Seleciona se a MACRO que se deseja executar dentro da caixa HI Clicar Run A seguir dada uma descri o das rotinas desenvolvidas e onde s o empregadas na fase de valida o Rotinas tipo MACRO AUTOREPCEL Rotina que substitui automaticamente c lulas do arquivo utilizando se de uma rela o constante de um arquivo de textos CRIACAT macro 147 Cria os 18 arquivos das categorias sendo 9 de elementos pontuais c lulas lineares e de rea 9 de topon mia ap s terem sido separados por n veis FLINHAC Rotina utilizada para realizar automaticamente o processo de v nculo dos elementos lineares com o banco de dados FSHAPED Rotina utilizada para realizar automaticamente o processo de v nculo dos elementos de rea com o banco de dados SEPARAC Separa os elementos do arquivo em niveis diversos de acordo com as categorias elementos lineares do nivel 1 a 9 e textos do n vel 11 a 19 TXCOR Rotina que estrutura os textos dentro de seus n veis corretos a partir de sua cor VALIDA63 Rotina utilizada para fechar reas percorrendo toda seu per metro ao mesmo tempo em que altera seus par metros VALSX Rotina utilizada para realizar automaticamente processos do MGE UNDROP2 Converte lines para linestrings eliminando os elementos lines que est o abaixo da toler ncia especificada 3 2 7 Descri o das fases da valida o Na segi ncia ser vista uma descr
212. onjunto ou bag envolvendo outros objetos ou n o Objetos complexos s o definidos atrav s de construtores envolvendo outros objetos Quando o valor de um atributo de um objeto O um objeto O o sistema armazena o identificador de O em O ou todo o valor complexo armazenado no atributo do objeto Encapsulamento A cada objeto est associada sua estrutura e seu comportamento os m todos ou opera es O comportamento armazenado no banco de dados junto com a estrutura do objeto 102 O conceito real de encapsulamento determina que somente as opera es sobre os objetos s o vis veis e sua estrutura escondida Em banco de dados a no o de invisibilidade da estrutura do objeto afrouxada desej vel por exemplo poder consultar os atributos do objeto atrav s de uma linguagem de consulta Assim a maioria dos SGBDOOs permite acesso direto aos atributos fornecendo opera es definidas pelo sistema para a leitura e modifica o dos atributos o que livra o usu rio da incumb ncia de implementar uma consider vel quantidade de m todos cujo nico prop sito ler e escrever os valores dos v rios atributos dos objetos Isso um exemplo de viola o do encapsulamento permitida pelos SGBDOOs Esses sistemas por m possuem mecanismos para que o usu rio possa proteger o acesso aos atributos dos objetos caso desej vel O sistema OO por exemplo permite o usu rio estabelecer quais atributos e m todos s o vis
213. onstru dos numa determinada escala tomada como referencia Quando empregados para representar entidades pontuais sofrem um redimensionamento para a escala final do mapa por meio de um fator multiplicador No mbito da DSG a biblioteca de s mbolos recebe a denomina o de biblioteca de c lulas que possu cerca de 247 tipos de c lulas pontual e linear para representar todos os s mbolos que podem ser encontrados no espa o geogr fico no momento da confec o de uma carta topogr fica A escala de refer ncia adotada na constru o desses s mbolos a 1 25 000 Os fatores de dimensionamento adotados para a confec o das cartas do mapeamento sistem tico podem ser visualizados na Tabela 2 3 a seguir Escala Fator de Escala do mapeamento refer ncia convers o sistem tico 1 00 1 25 000 0 50 1 50 000 ERRO 0 25 1 100 000 0 10 1 250 000 Tabela 2 3 Fatores de convers o adotados para dimensionamento dos simbolos cartogr ficos contidos na bibilioteca de c lulas Fonte Manual de Vetoriza o DSG De maneira similar a biblioteca de fontes cont m as fontes necess rias para reproduzir todos os textos necess rios para representar as topon mias encontradas nas cartas Essas fontes s o selecionadas a partir de arquivos de fontes pr existentes e dependendo do tipo de CAD adotado podem variar A Tabela da Base Cartogr fica Digital TBCD adotada pela DSG bem como a Mapoteca Topogr fica digital MTD adotada pelo IBGE fora
214. op Eles diferem da localiza o na qual a express o checada N o h algo igual a for loop como em outras linguagens de programa o Para efetivar um for loop na linguagem LULL necess rio incrementar 168 manualmente um contador 4 2 3 Elabora o das rotinas de valida o Para a implementar as rotinas de valida o no ambiente OO foi necess rio realizar as seguintes atividades a estudar as rotinas usadas no CAD b estudar a linguagem de programa o LULL c analisar as fun es existentes na biblioteca do Gothic d estudar a modelagem de dados empregada no EGB e escrever os c digos na linguagem LULL f realizar testes aplicativos A seguir ser abordado cada um dos itens mencionados acima de maneira a esclarecer o que foi realizado em cada um Estudo das rotinas usadas no CAD Esta parte do trabalho foi grandemente favorecida pelo fato de existir farta documenta o das rotinas desenvolvidas para o uso nas linhas de produ o da DSG Do estudo das rotinas e sua estrutura foi poss vel extrair as principais fun es que deveriam ser buscadas na biblioteca de fun es do Gothic As fun es encontradas nestas rotinas s o basicamente ferramentas pr existentes no CAD tais como sele o de elementos pelos seus atributos l gicos e gr ficos ferramenta select by e altera o destes ferramenta modify Paralelamente a esta atividade foi analisada a estrutura l gica do programa algoritmo procur
215. or exemplo se a classe objeto constru es tem um valor refer ncia localizando os pontos da entrada principal da constru o ao longo do objeto estrada a classe objeto estrada tem um valor de refer ncia equivalente entrada que aponta para uma cole o de todos os objetos constru es na estrada M todos e Comportamentos Al m disso aos valores das classes de objetos podem ser designados m todos que definem fun es de comportamento que s o executadas quando um m todo particular ou mensagem for enviado a um objeto na classe Composi o de Objetos O modelo de dados suporta classes de objetos que s o compostas por outros objetos completamente gen ricos Esses grupos de objetos usam refer ncias e s o controlados pelo mecanismo bundle S o usados Suporte objetos pelos bundles para prover a coordena o espacial ou seja as classes filhas componentes da agrega o devem herdar do sistema Suporte to bundle Heran a Se o usu rio quiser definir uma classe objeto nova todos os atributos refer ncias m todos e comportamentos t m que ser definidos no esquema Entretanto se uma classe objeto for igual a uma classe objeto existente 118 poss vel criar uma nova classe que herde os valores refer ncias m todos e comportamentos de outra classe As modifica es como valores adicionais ou troca de comportamentos para m todos de heran a podem ser definidos A classe na qual a nova classe est baseada ch
216. ormados pelas linhas do arquivo seguindo uma determinada toler ncia FLAGFREE Identifica e marca pontas livres em linhas FLAGINT Identifica e marca interse es formadas pelas linhas do arquivo seguindo uma determinada especifica o FLAGNEAR Identifica e marca linhas muito pr ximas do arquivo seguindo uma determinada toler ncia JOINSEG Realiza o processo inverso do programa DROPLS unindo segmentos de reta tipo line dos mesmos par metros onde n o h interse o transformando as em linhas cont nuas tipo line string 146 MARKFREE Anula as pontas livres encontradas no arquivo seguindo uma determinada toler ncia SHORTCLE Identifica pequenos elementos lineares segundo par metros especificados na entrada podendo elimin los automaticamente marc los ou apenas alterar seus par metros SHORTSEG Identifica e marcam pequenos segmentos de reta segundo par metros especificados na entrada MACRO S o programas criados em linguagem Basic utilizados no ambiente do MicroStation Assim como as rotinas MDL a MACRO tamb m pode carregada de duas maneiras pelo Prompt do MicroStation Key in e por meio do menu Utilities com seguintes opera es Prompt do CAD I Digita se MACRO lt nome da MACRO a ser utilizada gt II Pressiona se Enter Por exemplo para carregar a rotina MACRO CRIA_CAT basta digitar no prompt MACRO CRIA_CAT e pressionar ENTER Menu Utilities I Seleciona se no MicroStati
217. ormente Para tanto a carta impressa produto da soma dos originais de cores s pia azul verde vermelha e preta submetida digitaliza o matricial e georreferenciamento tomando se por base o quadriculado 68 em coordenadas UTM da folha gerado por aplicativo espec fico em formato vetorial O uso do quadriculado permite que seja coletado um n mero maior de pontos de controle possibilitando que haja uma maior controle das distor es existentes na carta impressa A carta impressa usada como base por sua vez al m de possibilitar a escolha de uma maior quantidade de pontos de controle para realizar o registro dos originais com distor es permite que os pontos de canto de registro sejam descartados do processo Podem ser escolhidos quaisquer detalhes das fei es como pontos de controle para serem usados no georreferenciamento dos originais Alguns exemplos seriam interse es de estradas originais de cor preta bifurca es de rios originais de cor azul e assim por diante No segundo caso a solu o se assemelha quela usada para a primeira situa o Da mesma maneira o artif cio de se gerar uma refer ncia baseada no arquivo matricial da carta impressa adotado O diferencial se d por m no tratamento das distor es pois devido regionaliza o destas no espa o geogr fico da carta se faz necess rio um tratamento diferenciado para as mesmas Neste caso realizada uma extra o da regi o geogr fica que ap
218. os a objetos por m bancos de dados requerem alguns conceitos pr prios Os objetos em uma LPOO existem somente durante a execu o do programa e s o por isso chamados de transit rios Um banco de dados orientado a objetos pode estender a exist ncia dos objetos de modo que eles sejam armazenados permanentemente isto os objetos s o persistentes persistem ap s o t rmino do programa e podem ser recuperados posteriormente e compartilhados por outros programas A seguir s o apresentados os principais conceitos envolvidos em bancos de dados orientados a objetos Objetos e Identidade Cada entidade do mundo real modelada como um objeto A cada objeto s o associados um estado e um comportamento o estado representado pelos valores dos atributos do objeto o comportamento definido pelos m todos que agem sobre o estado do objeto pela invoca o de opera es A cada objeto armazenado no banco de dados associado um identificador nico OID Object Identifier que gerado pelo SGBDOO sistema de gerenciamento de banco de dados orientado a objetos O valor do OID n o e vis vel ao usu rio mas usado 100 internamente pelo sistema para identificar cada objeto de forma nica e criar e gerenciar refer ncias entre objetos A principal propriedade de um OID que ele imut vel isto o valor do OID de um particular objeto n o deve mudar O SGBDOO deve ter algum mecanismo para gerenciar OIDs e preservar a p
219. os custos de aquisi o e tratamento de dados Os custos atrelados a estas atividades posteriores podem aumentar consideravelmente o valor final de um projeto Em alguns casos o volume de dados a ser tratado consider vel e pode levar a custos operacionais elevados que geralmente s o embutidos no custo final de um projeto podendo desencorajar a execu o do mesmo Qualquer atividade envolvendo o emprego de um de SIG tem embutido por tr s o controle de qualidade dos dados Este controle a nica maneira de se garantir uma maior probabilidade de acerto no processo de tomada de decis o e tem por finalidade reduzir ou at mesmo eliminar os poss veis erros de entrada de dados O processamento de dados geogr ficos por sua vez pressup e que os dados usados na modelagem cartogr fica est o totalmente livres de erros Entenda se livre de erros como n o somente livre de erros causados por faltas cometidas no levantamento mas tamb m erros estat sticos que provocam a livre varia o dos mesmos Em outras palavras ao se realizar por exemplo uma sobreposi o de mapas espera se que ambos os mapas possam ser tratados como documentos possuidores de padr o uniforme de qualidade de dados A qualidade de dados um fator que preocupa a maioria dos usu rios de SIG por ser uma constante nas atividades desenvolvidas com estes sistemas Profissionais ligados rea de produ o cartogr fica tem o conceito de qualidade de dados bem definido
220. os espaciais armazenados no BD Por exemplo um pol gono pode estar 87 erradamente codificado como uma rea de cultura ao inv s de mata A exatid o quantitativa por sua vez diz respeito ao n vel de ru do que um valor dado pode assumir se comparado com os demais Por exemplo quando o uma cota apresenta um valor muito alto ao ser comparada com a altitude m dia de uma determinada regi o Os erros devido s fontes de varia o nos dados n mero 3 do item II do quadro s o provenientes enganos na entrada de dados num SIG A princ pio esses erros podem ser corrigidos facilmente quando se apresentam de maneira grosseira ou sistem tica entretanto quando aparecem de forma aleat ria e caracterizam defici ncia de interpreta o ou s o introduzidos acidentalmente podem se tornar um problema de dif cil solu o Quando se d a entrada de dados geogr ficos diversos erros podem surgir Em se tratando especificamente de dados geogr ficos de cunho espacial os erros devem ser rigorosamente tratados pois deles dependem o bom funcionamento dos SIG Sendo assim portanto ser o abordados neste trabalho de disserta o somente os erros provenientes do grupo II 2 3 3 Erros associados digitaliza o vetorial de uma carta Pode se assumir implicitamente para estima o dos erros conforme estabelecido pelo m todo Su o Bourrough 1986 que o mapa verdadeiro tem unidades de mapeamento uniformes e fronteiras infinitamente finas
221. os existentes num objeto de rea tipo rio de margem dupla 184 Figura 4 15 Inser o de centr ide de vegeta o de forma generalizada sobre curso CL ASU AS ccs baad NRO ERAS EE NPR DEE NBR RO RE RR RE E ORNE 186 Figura 4 16 Classifica o de rea n o classificada por consulta de adjac ncia 186 Figura 4 17 Fluxo de trabalho atual na 1 DL a QU ees eds 192 Figura 4 18 Fluxo de trabalho proposto ii eeeeerereeeeeracanaa 192 QUADROS Quadro 2 1 Fontes de poss veis erros para os SIG errar 87 Quadro 2 2 C digo convencional para a execu o de opera o display que recebe um objeto como entrada e o apresenta na tela q qtas pasgees same focsstunif o shee tobes sema caia guvada Ted has sameness 107 Quadro 3 1 N veis de valida o prim ria e secund ria de um banco de dados 135 TABELAS Tabela 2 1 Rela o entre fei es geogr ficas entidades do AutoCAD conte dos do Banco de Dados e fei es de STO qa raias pasado apa as iad R ah dee danas saseed tea NAT A adiada 51 Tabela 2 2 Atributos existentes no software MicroStation cccccceessceesesteceeessseeeees 55 Tabela 2 3 Fatores de convers o adotados para dimensionamento dos simbolos cartogr ficos contidos na bibilioteca de c lulas errar 56 Tabe 2 4 Especifica oes t cnicas para a digitaliza o matricial de originais cartograficos na Tabe
222. os para aquisi o das fei es encontradas na carta por meio de arquivos que possuam Tipos de fonte este arquivo deve conter todas as fontes previstas na fase de Preparo para que se possa reproduzir fielmente a topon mia encontrada na carta Tipos de s mbolos para fei es pontuais este arquivo deve conter os s mbolos cartogr ficos encontrados na carta para representar de forma visual a informa o visual capturada Tipos de vetores para fei es lineares e de rea este arquivo cont m a codifica o para as fei es encontradas na carta geralmente por meio de atributos l gicos encontrados em aplicativos tipo CAD servindo para individualizar as fei es Antes de realizar a vetoriza o propriamente dita de uma determinada fei o linear ou de rea quando se usa um software de vetoriza o deve se configurar os par metros necess rios para que a linha vetorial reproduza fielmente a linha matricial Estes softwares geralmente fornecem tr s tipos de modalidade de digitaliza o vetorial a saber 76 Zz Autom tica nesta modalidade a linha matricial vetorizada automaticamente sem que seja necess rio o operador definir a dire o de vetoriza o Basta que seja selecionado o ponto inicial do elemento a ser vetorizado e ela vetorizada at o seu final ou at encontrar algum obst culo representado geralmente por uma interse o Esta modalidade pode ser usada para fei es lineares ininterru
223. pa o consider vel de mem ria A resolu o de 1 bit j comentada anteriormente fornece uma imagem em preto e branco pass vel de aplica o de t cnicas de vetoriza o semi autom tica Por m para o caso de arquivos de cartas impressas as vantagens desta t cnica s o anuladas O fator que imp e esta restri o est relacionado quantidade de cruzamentos de linhas de temas diferentes existente na carta impressa os quais quando levados para a estrutura matricial confundem o algoritmo de busca causando grande quantidade de erros grosseiros no momento da vetoriza o A resolu o de 8 bits corresponde a uma imagem da carta em tons de cinza tamb m denominados n veis de cinza O valor m ximo e m nimo destes n veis representado respectivamente por 255 que corresponde ao branco e O que corresponde ao preto varia o total de 256 n veis A vantagem ao se trabalhar com este tipo de resolu o para os arquivos matriciais de cartas reside basicamente na representa o da imagem de forma cont nua o que facilita a execu o da vetoriza o por possibilitar maior defini o das fei es permitindo maior discernimento por parte do operador Um arquivo matricial nestas condi es entretanto n o permite a aplica o de t cnicas de vetoriza o semiautom tica pois como visto anteriormente os algoritmos de buscas s o desenvolvidos para capturar informa es sobre imagens em preto e branco 1 bit A resolu o de 24 bi
224. pode ser evitado por meio do uso de ferramenta existente no CAD que permitem ajustar a posi o final da linha de acordo com a posi o de um outro v rtice ou exatamente sobre o tra ado de uma outra linha vetorial snap Quando por algum motivo n o poss vel utilizar se este tipo de ferramenta o posicionamento al m do ponto desejado pode ser corrigido por meio de ferramentas de edi o do CAD v tice ap s o ponto fio v rtice formando pico rea aberta rea sem cent ide ho elemento duplicado aus ncia de elemento 05 gt v rtice antes do ponto Figura 2 26 Erros potenciais do processo de vetoriza o Fonte adaptado de Kraak amp Ormeling 1996 V rtice formando pico Os v rtices em forma de pico s o caracterizados por pontos posicionados fora do padr o de concord ncia de uma reta ou uma curva S o ocasionados por erro do operador que por algum motivo qualquer possa ter deixado de percorrer adequadamente um trecho de uma fei o conforme o desenho do mapa A corre o deste tipo de erro implica em eliminar o v rtice em quest o sem interromper a continuidade da linha vetorial Isto pode ser realizado por meio de ferramenta de edi o num CAD rea sem centr ide O centr ide o elemento respons vel pela defini o do que representa uma determinada rea ou pol gono fechado Este elemento auxiliar pela defini o de reas no 94 formato vetorial extr
225. ptas e sem interrup es como por exemplo as curvas de n vel Semi autom tica nesta modalidade para linha matricial ser vetorizada necess rio que o operador defina a dire o da vetoriza o Basta selecionar dois pontos de uma linha matricial definindo uma dire o para que a mesma seja vetorizada at o seu final ou encontrar algum obst culo interse o Esta modalidade que difere da anterior pela interfer ncia do operador pode ser usada para todas as fei es lineares e de rea Manual nesta modalidade a linha matricial vetorizada ponto a ponto por meio da constru o de uma rede de pontos manualmente Para aplica o desta modalidade necess rio somente percorrer a linha matricial com o cursor criando os pontos um a um Esta modalidade difere das anteriores justamente por depender inteiramente da a o humana e pode ser aplicada para vetoriza o de qualquer fei o linear ou de rea Outros fatores importantes para serem definidos quando se usa a modalidade de vetoriza o autom tica ou semi autom tica em originais cartogr ficos s o os seguintes a Comportamento do software no encontro de obst culos Os obst culos encontrados no momento da vetoriza o s o geralmente representados pelas interse es entre linhas matriciais A ferramenta de digitaliza o nesses locais precisa de uma defini o por parte do operador para saber qual o tipo de comportamento deve assumir O comportamento ma
226. r ides para individualizar as reas e resolver a classifica o da rea de maneira consistente foi estabelecido o que segue 1 A rea que possuir a origem do texto classificada automaticamente conforme sua identifica o 2 gerado um MBR Minimum Boundary Retangle Ret ngulo de Limite Minimo sobre o texto para verificar se o mesmo foi posicionado de maneira a englobar mais de uma rea situa o ilustrada na Figura 4 15 As reas que interceptarem o MBR s o consultadas para constatar se j foram classificadas aquelas que retornarem como n o classificadas recebem a classifica o do centr ide do MBR e 3 As reas n o classificadas de acordo com o 1 procedimento ou o 2 sofrem pesquisas de adjac ncia com reas j classificadas O processo consiste em verificar o segmento de per metro da rea n o classificada verificando se este segmento faz limite com uma rea classificada A Figura 4 16 ilustra dois casos t picos que podem ocorrer durante o processamento da rotina Figura 4 16 Classifica o de rea n o classificada por consulta de adjac ncia 186 No caso da situa o a da Figura 4 16 o processo confirma a exist ncia de apenas um bom candidato para a defini o da classe da rea n o classificada O algoritmo executa esta defini o como segue 2 Consulta se o segmento AB Se o mesmo faz parte do limite da rea de mata M ent o a rea concorre para ser classificada
227. relacionadas ao assunto 2 1 1 Mapas para visualizar o mundo dif cil conceber o panorama de uma rea por qualquer outro meio que n o seja pela consulta a um mapa Um mapa posiciona dados espaciais ou seja dados sobre objetos ou fen menos para os quais a localiza o sobre a terra conhecida em seus corretos relacionamentos uns aos outros Um mapa pode ser considerado como um sistema de informa o que fornece respostas para muitas quest es concebidas rea desenhada a dist ncia entre dois pontos a posi o de pontos em rela o a outros a dimens o das reas e a natureza dos padr es de distribui o As respostas podem ser lidas diretamente da imagem do mapa sem a necessidade de teclados ou a de abrir alguns arquivos Teoricamente os sistemas de informa es geogr ficas n o seriam capazes de solucionar diversos problemas sem mapas pois o que distingue e d grande versatilidade a estes sistemas justamente a possibilidade de fornecer as informa es em termos espaciais 11 O termo mapa usado em muitas reas da ci ncia como um sin nimo para um modelo do que ele representa um modelo o qual possibilita a percep o da estrutura de um fen meno representado Assim o mapa mais que um divulgador ele tamb m possibilita conhecer o fen meno est para ser mapeado Por m todo cartogr fico entende se o m todo de representar um fen meno ou uma rea de maneira que sua estrutura espacial seja
228. resenta distor es gravando se esta num novo arquivo matricial o qual registrado separadamente Dependendo do grau de distor o encontrado o modelo matem tico a ser adotado pode ser mudado ou seja pode se optar por modelos matem ticos n o lineares Contudo cabe frisar que esta alternativa vi vel somente em regi es n o muito extensas e nas quais se tenha uma abund ncia de pontos que permita uma boa modelagem das distor es Em situa es normais o uso desta t cnica n o aconselh vel pois al m de exigir grande quantidade de pontos pode ocasionar erros s rios de posicionamento em locais onde n o existam pontos de refer ncia O terceiro e ltimo caso a solu o mais adequada seria realizar uma nova digitaliza o dos originais ap s manuten o do equipamento de digitaliza o matricial Caso n o seja poss vel este procedimento pode se aplicar alternativas n o usuais para a corre o dos originais As solu es a serem adotadas neste caso dependem basicamente da an lise do tipo de problema e devem ser precedidas ao registro Por exemplo se o arquivo matricial apresentar deslocamentos uniformes no sentido das colunas ou das linhas da matriz formada pela varredura do dispositivo digitalizador poss vel corrigi los num software de tratamento de imagem modificando a estrutura da matriz de forma a coincidir as linhas ou colunas 69 deslocadas Outro exemplo seria a remo o de ru dos criados durante a digita
229. respectivamente Interface de Programa o de Aplica o Este n vel da arquitetura Gothic prov aceso a todas as ferramentas do sistema Por meio do LULL Laser Scan User Language Linguagem de programa o para Usu rio Laser Scan pode se executar praticamente todas as a es do sistema inclusive criando se novas aplica es ou personalizar as j existentes como o Lamps2 Este ltimo processo foi o adotado pela 1 DL quando do primeiro contato com a Laser Scan e vem sido mantido at a atualidade 112 Aplica es O n vel mais alto da arquitetura Gothic o das aplica es dos usu rios as quais s o escritas em LULL Este o n vel fundamental do ambiente se o conjunto das ferramentas Gothic s o o cora o do ambiente este o c rebro pois neste espa o da estrutura que a personaliza o acontece S o os c digos escritos em LULL que automatizam os processos definem a aplica o que usa e processa os dados geogr ficos No entanto a estrat gia de desenvolvimento adotada pela DSG foi a de personalizar o Lamps2 aplicativo h brido com funcionalidades de um CAD e um SIG para processar em um s programa todas as tarefas de p s valida o e edi o de Cartas Topogr ficas Banco de Dados O Banco de Dados Geogr fico Orientado a Objetos do ambiente Gothic est armazenado numa estrutura de diret rios dentro da pasta data no servidor Organizados em bancos e conjuntos de dados as informa es est o
230. revem a curva capturada durante a digitaliza o vetorial conforme ilustrado na Figura 2 24 Smedley amp Aldred 1980 Secas acnsata Linha digitalizada Linha original Figura 2 24 Digitaliza o vetorial de uma linha curva Fonte adaptado de Burrough 1986 Logicamente limites de reas nos mapas n o devem ser entendidos como absolutos mas sim contendo uma faixa de erro associado ou intervalo de confian a MacDougal 1975 sugere que a inexatid o do limite pode ser estimada por H WANT iu Onde h o erro horizontal em desvio padr o da linha li o comprimento N o n mero de linhas limite no mapa T a rea total do mapa Se todas as linhas limites s o do mesmo tipo por exemplo todas representam limites de tipo de solos a equa o apresentada anteriormente simplificada para a forma H NILYT 90 Perkal 1966 definiu um epsilon representado por uma rea de incerteza ao longo de uma linha cartogr fica como uma maneira de generaliza la objetivamente O conceito pode ser usado eficientemente para indicar a regi o de influ ncia ao longo da linha onde podem ocorrer os erros de digitaliza o vetorial Blackmore 1984 discute a aplica o deste conceito com respeito aplica o do bem conhecido problema ponto em pol gono Ele mostra que a quest o Onde o ponto xy se encontra em rela o ao pol gono A resulta em cinco poss veis respostas
231. riais ou comerciais Outro observador pode estar interessado em analisar com mais detalhe por exemplo uma rea urbana residencial considerando a divis o das quadras dos lotes as edifica es residenciais 107 e o poder aquisitivo de cada unidade residencial Neste caso as edifica es residenciais s o consideradas objetos que fazem parte da composi o do objeto rea urbana Essa maneira natural de ver a composi o dos objetos deve ser conservada na modelagem dos objetos e o objetivo dos modelos de dados orientados a objetos fornecendo uma representa o mais natural do mundo real Esta vis o de modelagem de dados aplicada nos SIG atual uma realidade para o qual os produtores de dados geogr ficos n o podiam ficar alheios A modelagem no ambiente orientado a objeto tr s diversas vantagens para fins de automatiza o de processos produtivos dentro cartografia digital Assim como na modelagem de dados convencional a modelagem de dados orientada a objetos realizada em 2 fases 1 Projeto conceitual Essa fase visa o projeto de um esquema conceitual que apresente uma abstra o do problema do mundo real Uma diferen a quando se trata de projeto conceitual do banco de dados orientado a objetos que al m da defini o da estrutura dos objetos tamb m s o definidos os m todos que manipulam esses objetos Assim toda a funcionalidade do sistema definida juntamente com a estrutura dos objetos 2 P
232. rmado por elas esteja dentro do intervalo determinado por meio da MDL FLAGANG Nesta opera o adotado um ngulo m nimo de 0 e m ximo de 10 XX Procurar e apagar pequenos segmentos usando a MDL SHORTSEG A toler ncia usada neste procedimento a de 0 1m em qualquer escala para identificar os pequenos segmentos XXI Marcar percorrer e resolver as poss veis pontas livres usando a MDL FLAGFREE XXII Unir as linhas cont guas por meio do uso da MDL JOINSEG XXIII Aplicar o padr o delimitador nas linhas de reas que delimitam a folha linhas da moldura XXIV Retirar os atributos links contidos nos elementos do arquivo por meio da MDL TIRA ATRIB 159 Sequ ncia de opera es para os Arquivos de Texto I Eliminar textos duplicados e marcar textos pr ximos usando a MDL DDUPTEXT II Passar os textos para os n veis corretos por meio da macro TXCOR II Retificar par metros e digitar textos com a utiliza o do original de restitui o impresso de acordo com a TBCD e o CAT LOGO DE FONTES IV Verificar e corrigir os atributos dos elementos dos arquivos finais usando a MDL LEVELINV 3 2 7 6 Revis o e corre o Ap s a valida o feita uma impress o dos arquivos em papel para realizar a revis o da geometria dos elementos e consegiiente corre o A liga o dos elementos dos arquivos com o Banco de Dados realizada e somente ap s corre o dos erros detectados Impress o Os arquivos das
233. rojeto l gico o projeto de uma estrutura l gica representando o esquema l gico do banco de dados orientado a objetos com base no esquema conceitual Dentro da cartografia a modelagem de dados do espa o mapeado um fator condicionante n o s para a aplica o final dos SIG como tamb m para o uso destes sistemas na automatiza o de processos produtivos Portanto dentro deste enfoque a DSG procurou desenvolver a modelagem do espa o territorial do Brasil de forma a contemplar todas as fei es encontradas nas escalas do mapeamento sistem tico Modelagem de dados da DSG A necessidade de dispor de um Banco de Dados Geogr ficos capaz de suportar a automatiza o da cartografia e armazenar os dados obtidos no mapeamento sistem tico 108 disponibilizando pesquisas do Espa o Geogr fico Brasileiro EGB fez com que a DSG estuda se o desenvolvimento de uma modelagem conceitual com mecanismos que garantissem a integridade dos dados produzidos Isto foi poss vel somente a p s a defini o de um padr o estruturado para interc mbio dos dados digitais por meio da TBCD e dos procedimentos de valida o e estrutura o em ambiente de CAD A modelagem do Espa o Geogr fico Brasileiro foi elaborada durante o per odo de 1999 a 2001 na 1 Divis o de Levantamento 1 DL A vers o final da modelagem estabelece a exist ncia de oito Temas Figura 2 32 aos quais s o diretamente vinculados as categorias da TBCD A estrutura b si
234. ropriedade de imutabilidade tamb m desej vel que cada OID seja usado somente uma vez isto os OIDs dos objetos que s o removidos do banco de dados n o s o reaproveitados As duas propriedades acima implicam que o OID n o deve depender de nenhum valor de atributo do objeto Geralmente considerado n o apropriado basear o OID no endere o f sico do objeto no meio de armazenamento uma vez que o endere o f sico pode mudar ap s a reorganiza o do banco de dados Entretanto alguns sistemas usam o endere o f sico como OID para aumentar a efici ncia de recupera o do objeto Nesse caso se o endere o f sico do objeto muda pode ser colocado um ponteiro indireto no primeiro endere o indicando a nova localiza o f sica do mesmo mais comum usar inteiros longos como OIDs e uma fun o hash para mapear o valor do OID para o endere o f sico do objeto Valores A maioria dos SGBDOOs representam as entidades primitivas tais como inteiros ou caracteres por valores n o possuem OIDs enquanto as entidades n o primitivas s o representadas como objetos J outros sistemas como o OO permitem a defini o de valores complexos que n o podem ser compartilhados por outros objetos uma vez que valores n o possuem OIDs Estrutura do objeto O valor de cada atributo de um objeto pode ser at mico integer real character boolean etc complexo definido atrav s de construtores tuple set list bag e array
235. rrit rio nacional atividade esta desempenhada at hoje Surgiram assim os primeiros mapas topogr ficos padronizados os quais se tornaram as principais fontes de dados espaciais As informa es apresentadas por esses mapas incluem basicamente os acidentes naturais e artificiais encontrados na superf cie terrestre e t m por finalidade descrever numa determinada escala com a maior exatid o poss vel todo o espa o mapeado Com o advento da inform tica no final da d cada de 80 e in cio da de 90 ocorreu uma revolu o na produ o de dados espaciais As t cnicas cartogr ficas de aquisi o tratamento e edi o migraram para aquele ambiente permitindo explorar possibilidades de automa o de processos anteriormente imposs veis Com a explos o da era da informa o e a populariza o dos SIG a procura por tais tipos de dados aumentou significativamente impondo as institui es respons veis pela confec o de mapas governamentais ou n o um ritmo de produ o jamais imaginado Como os SIG utilizam mapas como mat ria prima para realizar consultas e an lises envolvendo o contexto espacial e estes por sua vez representam graficamente dados espaciais importante introduzir aqui alguns conceitos relacionados ci ncia que cuida da produ o de tais produtos ou seja a Cartografia bem como realizar alguns esclarecimentos a respeito de designa es de alguns termos usados para definir tecnologias e reas do conhecimento
236. s vel devido a fatores t cnicos que podem ser mais bem compreendidos quando se trabalha com processo de vetoriza o manual em tela ou em mesa digitalizadora Cap tulo 2 Parte II e portanto aceito uma certa toler ncia quanto ao posicionamento dos v rtices dos vetores em rela o linha matricial Segundo o Manual de Vetoriza o da 91 DSG para o tra ado das linhas s o toler veis erros m ximos de posicionamento do vetor em rela o linha matricial em at 0 2 mm na escala da carta Figura 2 25 Onde o ponto xy se encontra em rela o ao pol gono A 1 definitivamente contido em A 2 definitivamente n o contido em A 3 possivelmente contido em A 4 possivelmente n o contido em A 5 sobre a linha limite de A digitalizada em forma de vetor Fonte adaptado de Burrough 1986 Erros associados sobreposi o de camadas de elementos de rea A associa o espacial de camadas de informa es contendo elementos de rea uma pr tica comum quando se trabalha com dados espaciais para fins cartogr ficos ou em an lises num SIG A coincid ncia entre os v rtices dos vetores formadores dos limites dos elementos de rea uma condi o desej vel nestas opera es Antes do advento dos mapas digitais em formato vetorial o processo de confec o cartogr fica era executado por meio do uso de bases transparentes e os limites coincidentes das reas eram estabelecidos por meio do us
237. s acima poss vel descrever a cartografia de acordo com afirmativa de Kraak amp Ormeling 1996 como a comunica o de dados espaciais por meio de mapas Para ilustrar isto apresentado um exemplo de modelo de transfer ncia de informa o cartogr fica na Figura 2 1 mopa virtual Pe kh ee Ses orar naa yas Siem armazenamento mapa mental EE permanente mapa temporal Figura 2 1 Modelo de transfer ncia de informa o cartogr fica com exemplos de mapas permanente virtual temporal e mental Fonte Kraak amp Ormeling 1996 14 Para finalizar interessante tecer alguns coment rios relacionados aos termos mais genericamente usados para designar os produtos oriundos da cartografia ou seja mapa carta e planta N o existe uma diferen a r gida entre os conceitos destes termos portanto dif cil estabelecer uma separa o definitiva entre o significados dessas designa es Neste trabalho a distin o entre eles ser uma tanto convencional e subordinada id ia da escala A seguir segue as defini es dos termos apresentados que ser o empregados no decorrer do texto De acordo com Saunders 1991 a defini o dos termos adotados pelos principais rg os cartogr ficos oficiais a saber o IBGE e a DSG s o as seguintes Mapa a representa o da Terra em seus aspectos geogr ficos naturais e artif
238. s caracter sticas pr prias de cada subclasse s o mantidas na para a classe Caminh o nesse Nada load 105 Figura 2 31 Heran a M ltipla 224i tenes e inden ead ere ena 106 Figura 2 32 Temas da modelagem do Espa o Geogr fico Brasileiro 109 Figura 2 33 Estrutura b sica dos Temas da modelagem do espa o Geogr fico Brasil ifo Guests tt pen cig dana Di a E at eaten eile nas e piel a a aa 110 Figura 2 34 Arquitetura do sistema Gothic cccceescccesscecesnceceencecesncecseececeseeecsueeessneeeesaes 111 Figura 2 35 Conectividade entre elementos lineares ss rena 121 Figura 2 36 Captura de curso d gua visando manter a integridade do sistema de rede formado aaa nasan RNP EDIR o stan EINRS S A TA 121 Figura 2 37 Forma o de fei o de rea definida a partir de fei es lineares 122 Figura 2 38 Vis o do usu rio e dados armazenados no banco de dados 124 Figura 2 39 Conex o entre link e n para definir a conectividade entre os objetos 124 Figura 2 40 rvore de vers es simples Fonte Laser Scan 2000 es 127 Figura 2 41 Cria o de dataset filho para aplica o militar s ssssesseesseeesseseseeessseesseese 129 vii Figura 3 1 Fluxo de geral produ o de dados geogr ficos no mbito da DSG situando a valida o e estrutura o de dados vetoriais errante 143 Figura 3 2
239. s computacionais especialistas como o caso do CAD permite se realizar o tra ado das fei es tomando por base vetores que possuem linhas infinitamente estreitas Neste caso o senso comum sugere que a linha de divis o verdadeira seja tomada como um ponto m dio da linha do desenho da carta Esta seria a situa o perfeita entretanto o que ocorre na pr tica que devido s condi es impostas no processo de digitaliza o da linha existir sempre uma rea de incerteza sobre a qual o desenho final estar sujeito o que ocorre quando as linhas existentes em originais cartogr ficos ou cartas impressas s o convertidas por digitaliza o vetorial pois o operador encarregado da digitaliza o nem sempre seguir exatamente a metade da linha Uma tentativa de contornar tal problema e minimizar este efeito usar t cnicas de vetoriza o baseadas em algoritmos que trabalham com estruturas de arquivos matriciais de lbit assunto j abordado Erros associados representa o digital dos dados A representa o de formas curvas depende do n mero de v rtices usados para constru las Aldred 1972 Conseq entemente o erro relativo da digitaliza o vetorial de linhas retas menor que o de digitaliza o de curvas complexas Converter uma linha curva cont nua de um mapa para um formato vetorial envolve um processo de amostragem em 89 outras palavras somente uma quantidade muito pequena dos infinitos pontos que desc
240. s da ordem de 1 5 Para se ter uma id ia do ganho basta apenas comparar o tempo de produ o de uma carta editada em ambiente de CAD de acordo com as t cnicas convencionais que da ordem de 150 horas de trabalho incluindo se a as horas de revis o e o tempo gasto atualmente na edi o autom tica que da ordem de 30 horas incluindo as revis es As vantagens comparadas ainda em termos de versatilidade do sistema em rela o ao ambiente de CAD ainda permitem que se altere sem custos adicionais de produ o qualquer simbologia encontrada nas cartas armazenadas no banco de dados Na obten o de cartas tem ticas produto final de um SIG esta vantagem extremamente importante pois atrav s dela poss vel obter maior versatilidade para visualiza o de fen menos geogr ficos O potencial apresentado pela tecnologia adquirida e a ambienta o no sistema possibilitaram dar continuidade aos trabalhos de automatiza o de processos Dentro deste contexto procurou se adaptar a fase de valida o de dados geogr ficos antes executada assim como a edi o basicamente em ambiente de CAD Ainda existem possibilidades de otimiza o de processos em fases de produ o ligadas a aquisi o de dados gr ficos via restitui o fotogram trica digital LAMPS2 SOCET SET e digitaliza o vetorial de originais cartogr ficos VTRAK assuntos que dever o ser tratados futuramente em novas implementa es assim que a nova tecnologia tenha
241. s de rea 92 Erros comuns ocasionados durante a aquisi o de dados eeseeeseceesseceeteeeenteeees 93 V rtice ap s o ponto overshot svntetainasisasmnnaisrida pedais seseasatasi ida resp reten inteira 94 V rtic tormando PICO asas fino se Suess aa sec da Saad o a 94 rea sem centr ide ss isa ences a qe A Pas teens ust aah shana 94 Aus ncia de elementon e e prai a GS 95 xiv V rtice antes do ponto undershot assa EG a Deets 95 INLE q GP RR O PD PR Re RR 95 Elemento duplicado iecerei oiar aiar aa eiii 95 2 3 4 Algoritmo Douglas Peucker ssssssssesssssessssessessessrtssessesnesseessessrsseessesseesressessessresseases 96 Parte IV O AMBIENTE DE BANCO DE DADOS ORIENTADO A OBJETO assis E das a dog ates ACTA AU ad aaa eto Ga Ra RU aa eves 99 2 4 Banco de Dados Orientado a Objeto ss ete pi hots RAS a 99 2 Aol CONCENOs B SICOS spa DA a Aa E a 100 Objetos Identidade squash QT east hues 100 Valores as Tal api gte et she Sa acts sighi e tuts e Ea on Da dn ea 101 Estr tura do OB CLO caer sc cccat cae scales ISSA Ciao Ata ai acaba 101 OIDs x Chaves Priniarias ua ag asa a ipa cae rane Gaeta aa ean 102 Objetos Complexos sessur siiis iss asda dias E a SU a A RE EE E acta aa 102 Encapsulamento ss ceveceisacesienseuscisdeusasetssges cogunavcded le E ea aeS EEE e EE EEES LTES ian 102 M todos pasa ea O A E E SS E 103 MOS CLASSES os E E A E de E A A A T 103 MACE ANIC A nio nst e dats Snes i a ad Shas
242. s no momento da vetoriza o A suaviza o utilizada para tornar suave dentro de uma dada toler ncia os v rtices que tenham um ngulo muito acentuado A filtragem que tamb m se baseia numa toler ncia adotada previamente utilizada para a elimina o de v rtices criados excessivamente pela ferramenta de vetoriza o Este fator importante pois dele depender o tamanho final do arquivo vetorizado e a fiel representa o de fei es vetorizadas 78 Procedimentos adotados na vetoriza o a Procedimentos gerais Tendo em vista a posterior valida o geom trica do arquivo vetorial recomenda se que durante a vetoriza o crie se n s nas interse es das linhas Cabe ressaltar que a ado o deste procedimento nds tamb m devem ser criados nas interse es das linhas do desenho com as linhas que definem a moldura da carta fazendo com que esta fique secionada em diversas partes Este fator extremamente importante para a fase de valida o pois por meio deste procedimento valida o dos elementos de rea ser facilitada Existem nos originais cartogr ficos fei es representadas por tramas ou ret cula por exemplo rea sujeita a inunda o terreno rochoso dentre outros Nestas regi es necess ria a aplica o da modalidade de vetoriza o manual pois as referidas tramas ou ret culas n o permitem ou dificultam a vetoriza o autom tica ou semi autom tica Para a vetoriza o de a
243. s os procedimentos e seqii ncias de opera es que devem ser executadas O Cap tulo 4 aborda a quest o da valida o no ambiente orientado a objetos o experimento realizado e as conclus es preliminares chegadas No seu corpo encontrada uma descri o de como foram desenvolvidas as rotinas computacionais implementadas no ambiente bem como da linguagem de programa o LULL Laser Scan User Language Linguagem do Usu rio Laser Scan usada para escrever os c digos Descreve ainda a metodologia de valida o criada para a valida o no ambiente orientado a objetos juntamente com uma descri o mais completa de todas as rotinas desenvolvidas e estrat gias adotadas para o seu desenvolvimento Apresentam os resultados obtidos pela aplica o da metodologia e rotinas desenvolvidas em situa o de valida o de dados oriundos da aquisi o as considera es finais e encerra a disserta o com as conclus es encontradas O Cap tulo 5 apresenta as conclus es do trabalho e as recomenda es para futuras abordagens ao assunto discutido bem como sugest es para poss veis pesquisas relacionadas ao ambiente orientado a objeto usado Cap tulo 2 CONCEITUA O TE RICA Parte I CARTOGRAFIA AUTOMATIZADA E SISTEMAS DE INFORMA O GEOGR FICA 2 1 Sistemas de informa o geogr fica e cartografia A necessidade da humanidade de conhecer a distribui o do espa o no qual est inserida tem sido constante desde os tempos
244. s pevoliga das 57 Figura 2 22 Detalhe da estrutura matricial com resolu o de 1 bit princ pio da forma o do Espa o DOGICANO saarken ir a IN ui ae E LINDA Ndee dna aaa Sara ad sn an 12 Figura 2 23 Erro em rea para a representa o de um quadrado de 20 x 20 mm numa escala 2250 000 onone E aan E O a dO aa 89 Figura 2 24 Digitaliza o vetorial de uma linha curva 90 Figura 2 25 Onde o ponto xy se encontra em rela o ao pol gono A 1 definitivamente contido em A 2 definitivamente n o contido em A 3 possivelmente contido em A 4 possivelmente n o contido em A 5 sobre a linha limite de A digitalizada em forma de vetor es cusasasasuiaso siga capri fqual TandEquas Tanques ER toes aendeomamegeeeaooeanens 92 Figura 2 26 Erros potenciais do processo de vetoriza o e 94 vi Figura 2 27 L gica do algoritmo Douglas Peucker para elimina o de v rtices em EXCESSO quess tarada idadet ade Da cached Ee da EN E aa Tia id dba ral E da ia E ela a 98 Figura 2 28 Caracter sticas de duas classes representadas graficamente por ret ngulo dividido em tr s partes a superior cont m o nome da classe a do meio cont m os atributos e a inferior cont m os m todos definidos pelo usu rio 0 cece eeeteeeeteceeneceeeeeenseeeeaeeees 104 Figura 2 29 Hierarquia e heran a Cria o da classe Ve culo para conter as classes Caminh o e Onibus Somente a
245. s podem ser usados para ambos mas os objetivos da simboliza o e desenho diferem 16 Para o pensamento visual os mapas s o ferramentas que podem prontamente revelar padr es nos dados e destacar anomalias O objetivo ajudar a notificar algo tal como uma rela o entre a localiza o de uma industria e a incid ncia de problemas de sa de na popula o A decis o da simboliza o e desenho feita pelo autor do mapa pode facilitar a habilidade do usu rio de notar o desconhecido Em contraste a este padr o objetivo de busca a finalidade da comunica o visual marcar um ponto para comunicar o que pensamos que conhecemos Se uma an lise compreensiva usando cartas dados de sa de estat stica modelagem etc convencer o usu rio que h uma liga o entre a distribui o geogr fica de um poluente particular e uma esp cie de c ncer ent o se pode criar um mapa para comunicar esta conclus o s autoridades que baseadas nestas informa es podem formular decis es pol ticas de longo prazo O pensamento visual e a comunica o n o s o objetivos de cartas mutuamente excludentes mas at certo ponto dois fins de um cont nuo ao longo do qual os objetivos mudam gradualmente para diferen as em design e simboliza o Para entender melhor os principais componentes do modelo gr fico apresentado na Figura 2 2 os mesmos ser o discutidos a seguir a partir do contexto de uma consulta num SIG Explora o Qualquer i
246. s proje es cartogr ficas ou 114 simboliza es pr definidas pelo usu rio para o tipo de representa o cartogr fica dos dados edi o Esses s o usados pelos aplicativos em conjunto com os datasets do mundo real Um dataset que compreende o mundo real ou os dados de apoio estar baseado em tipo nico de dataset que n o equivale a qualquer um mencionado anteriormente o qual conhecido como conjunto de dados Base dataset Base Todos os conjuntos de dados do mundo real ou de apoio derivam de um dataset Base Este cont m defini es fundamentais dos n veis do sistema O dataset Base criado quando o banco de dados criado e nunca deve ser apagado Uma descri o detalhada dos diferentes tipos de dataset dada logo a seguir 2 4 3 2 1 Tipos de Conjuntos de Dados dataset Dataset do Mundo Real Geogr fico O dataset geogr fico cont m dados do mundo real armazenados como objetos Por exemplo rodovias e constru es e usualmente s o constitu dos de um componente geom trico um ponto linha ou rea e atributos qualitativos ou de informa o endere o propriedade material que e feito etc Os dataset geogr ficos podem ser considerados como tipos de dados vetoriais dentro do modelo no contexto tradicional de GIS O termo vetor usado em algumas interfaces do Gothic e pode ser considerado como um sin nimo do termo Geogr fico Matricial Raster O dataset matricial armazena informa o em uma ma
247. sido completamente assimilada no tratamento de dados para Sistema de Informa es Geogr ficas SIG 4 2 Valida o de Dados no ambiente Orientado a Objetos As possibilidades de implementa es de rotinas de automatiza o dentro do sistema orientado a objetos permitem acrescentar fatores favor veis a inser o de certa 165 intelig ncia aos dados geogr ficos Dentro destes sistemas os dados s o tratados como objeto do mundo real possuidores de comportamentos que podem ser previamente definidos numa modelagem de dados A aplica o de regras de restri es topol gica permite que de acordo com a modelagem de dados adotada os objetos geogr ficos tomem certas posturas em situa es que afetem a sua integridade no espa o de uma carta Esta possibilidade de modelagem de comportamentos e o uso de l gicas de programa o permitiram que as rotinas criadas para o processo de valida o convencional em ambiente de CAD fossem implementadas no ambiente orientado a objetos conforme ser visto a seguir 4 2 1 Implementa o das rotinas de valida o As rotinas de valida o implementadas no ambiente orientado a objetos Gothic s o oriundas basicamente daquelas usadas na valida o de dados S o utilizados naquela fase de produ o dois tipos de rotinas como mencionado anteriormente no Cap tulo 4 a MDL que escrita em Linguagem C e a MACRO escrita em Linguagem Basic Entretanto o ambiente do Gothic possui sua pr pria linguagem d
248. sses pontos criados durante a digitaliza o s o mais adequadamente chamados de pixels picture elements e podem ser entendidos como sendo as c lulas de uma matriz formada por linhas e colunas surgindo da o nome de digitaliza o matricial Na verdade os pixels s o blocos de constru o de imagens digitais e devem ser considerados os seguintes fatores ao trabalhar com eles tamanho localiza o valor e profundidade A seguir ser abordado cada um desses fatores a Tamanho O tamanho de um pixel determina a quantidade de informa es numa digitaliza o O tamanho de um pixel determinado pela resolu o geom trica na qual a imagem ser digitalizada Quanto menores os pixels mais detalhes a imagem conter b Localiza o Os pixels que comp em uma imagem s o arrumados em uma matriz com eixos horizontal linha e vertical coluna Cada pixel tem uma localiza o espec fica e mensur vel na matriz Por exemplo a localiza o de um pixel pode ser descrita como 250 pixels a partir da esquerda coluna 250 e 300 pixels a partir de cima linha 300 O n mero de c lulas na matriz e portanto o n mero de pixels que comp em a imagem determinado tanto pela resolu o geom trica da imagem quanto por seu tamanho fisico Quanto maior a resolu o geom trica maior o n mero de pixels em uma determinada rea Quanto maior o tamanho fisico da imagem maior a rea abrangida pela matriz c Valor Quando uma carta impr
249. ssos em fases de produ o ligadas a aquisi o de dados via restitui o fotogram trica digital LAMPS2 SOCET SET ou digitaliza o vetorial de originais cartogr ficos VTRAK e tratamento destes dados para SIG Essa ltima atividade particularmente amplia as perspectivas de disponibilidade de dados espaciais estruturados e tratados para SIG o que possibilita devido redu o de tempo de produ o e aumento qualidade atender a demanda instaurada nos ltimos anos Dentro deste panorama se faz necess rio realizar estudos visando elabora o de procedimentos de valida o dentro do sistema Gothic Este trabalho de disserta o trata basicamente deste assunto e tem por objetivo fundamental contribuir de alguma forma para a evolu o da automatiza o da cartografia dentro do mbito da DSG O objetivo desenvolver rotinas computacionais e procedimentos operacionais confi veis e adequados para poss veis aplica es nas linhas de produ o das Organiza es Militares Diretamente Subordinadas OMDS a DSG Para atingir o objetivo foram estabelecidos basicamente os objetivos especificados a seguir a desenvolvimento das rotinas e metodologia visando a otimiza o da valida o dos dados geogr ficos em formato vetor para uso em Sistemas de Informa es Geogr ficas SIG dentro do ambiente Orientado a Objeto OO b avalia o preliminar do resultado da aplica o das ferramentas desenvolvidas de maneira a
250. stems New York Wiley 1997 DIBIASE D Visualization in earth sciences Earth and Mineral Sciences The Pennsylvania State University 1990 Bulletin of the college of Earth and Mineral Sciences DOUGLAS D H and PEUCKER T K Algorithms for the Redution of the Number of Points Required to Represent a Line or its Caricature The Canadian Cartographer 1973 DSG Normas Provis rias para Valida o de Dados NPVAD Diretoria de Servi o Geogr fico 2000 DSG Manual de Vetoriza o Diretoria de Servi o Geogr fico 1999 DSG Tabela da Base Cartografia Digital TBCD Diretoria de Servi o Geogr fico 2001 DSG T34 700 Manual T cnico Conven es Cartogr ficas 1 e 2 Partes DSG 2002 EASTMAN J R IDRISI for Windows User s Guide Worcester MA Clark Labs for Geographic Technology an Geographic Analysis 1997 ESRI ENVIRONMENTAL SYSTEMS RESEARCH INSTITUTE Understanding GIS The ARC INFO Method Redlands CA Environmental Systems Research Institute 1991 198 ESRI ArcGIS User s Guide ESRI 2002 ESRI Digital chart of the World for use with Arc Info software Redlands ESRI 1993 GEMAEL Camil Ajustamento de Observa es UFPR Editora 2000 GEOGRAPHER S CRAFT Dispon vel http www utexas edu depts grg gcraft notes intro intr html Geog GOODCHILD Michael F Geographical data modeling In FRANK A U GOODCHILD M F Two Perspectives on Geographical Data Modelling Santa Barbara CA N
251. strutura de software essencial na qual as v rias op es do produto se ajustar o Complementa Informacao Delimita As 1 1 il 0 Q 1 1 Projeta Referencia 1 Representacao Figura 2 33 Estrutura b sica dos Temas da modelagem do espa o Geogr fico Brasileiro Fonte DSG 2003 110 2 4 3 1 Arquitetura do sistema A OGC imp e aos seus consorciados um Modelo Abstrato que entre v rios objetivos garante as funcionalidades essenciais para um banco de dados geogr ficos Na Figura 2 34 s o apresentados os principais componentes do Gothic que segue a estrutura proposta pela OGC Para que se possa entender como funciona a arquitetura do sistema apresentado necess ria uma descri o dos componentes que o formam Aplica es Personaliza es DSG Laser Scan User Language LULL Ferramentas Espaciais de Representa o de Pesquisas de Tradu o entre formatos e de Interface X Server Frames Object Database Object Manager DAM Data Access Manager Interface de Sistema Operacional Figura 2 34 Arquitetura do sistema Gothic Fonte DSG 2002 Interface do Sistema Operacional A Interface do Sistema Operacional est na base da estrutura Gothic Se qualquer parte das ferramentas Gothic Frames Object Database ou Object Manager precisarem acessar o Sistema Operacional ent o ela chama um de
252. systems This work has for purpose to present a methodology of geomettric validation of geographic data for use im SIG based on oriented object environment For this the main concepts related to the subject are presented during the work as well as the description of acquisition of the data by means of vector digitizer the main deriving sources of error of this process and the process of validation in CAD environment Also it is presented of detailed form the concepts related to the technology of Oriented Object data base and the Gothic system which was used for the implementations Finally the description of the elaborated routines and the developed methodology are presented beyond some results gotten in preliminary tests The tests show that considerable profits of prodution had occurred without that had loss of quality Dissertation of Master in Remote Sensing State Center of Researches in Remote Sensing and Meteorology Course of Degree in Remote Sensisng of the Federal Univetrsity of Rio Grande do Sul Brazil Porto Alegre RS October 03 2005 xxii Cap tulo 1 INTRODU O 1 1 Identifica o do problema A tend ncia de gerenciamento de informa o por meio computacional hoje uma realidade e a sua din mica um processo irrevers vel A evolu o da micro inform tica nos ltimos anos contribuiu significativamente para este panorama criando uma depend ncia parcial da humanidade por tal tecnologia Os microcomputadores fazem
253. t cnica envolvida prev ainda que a digitaliza o vetorial dos originais seja realizada individualmente de acordo com os temas apresentados pelas cores usadas para gerar a impress o offset o que de certa forma j pode ser considerada uma pr estrutura o das informa es em temas Figura 2 22 Detalhe da estrutura matricial com resolu o de 1 bit princ pio da forma o do espa o booleano 12 As cores usadas para os originais cartogr ficos s o verde s pia azul preto e vermelho A cor verde representa na carta as fei es de vegeta o tais como florestas culturas etc A cor s pia por sua vez representa fei es relacionadas basicamente a altimetria e sua topon mia tais como curvas de n vel pontos cotados bem como terrenos rochosos ou arenosos representando ainda fei es complementares da planimetria como barragens de a udes A cor azul tem como finalidade representar as fei es ligadas a hidrografia e sua topon mia tais como rios lagos linhas de costa etc A cor vermelha tem como principal finalidade salientar as fei es criadas artificialmente e de import ncia estrat gica para as atividades humanas tais como sistema vi rio permanente e regi es densamente povoadas como reas urbanizadas das grandes cidades Por fim o preto representa de forma geral as fei es de planimetria tais como constru es significativas contorno das estradas arruamentos pistas de pouso etc al m de infor
254. tctaatetacebial aachoatatetates anata aaa 167 Gola En fo EQ GG EE cede cadgs eae eases ATEA eee aes 168 Declara o dev arlavcls sessao nadas asda ST a oras aaa 168 HStatementi siena alias o ras did Eng A AS ad Gana 168 LOODS Beha By e Os Nie Seas Eile Rh cB CE Sai hE ilo RT o tata ala 168 4 2 3 Elabora o das rotinas de valida o ee eeeesceeeeeeecesneecsseceseeeseeesaecsaeeeseeesaeessaeones 169 Estudo das rotinas usadas no CAD pasatas images tuipaas Sp tase tech cs Saulo iti ected 169 Estudo da linguagem de programa o LULL erra 169 Analise das fun es existentes na biblioteca do Gothic 170 Estudo da Modelagem de dados do Espa o Geogr fico Brasileiro 170 xix Escrita dos c digos na linguagem LULL re eerraceranaa 171 Testes com o aplicativo siyiadisisian discs sopas anadaadatasstaa Cada nadas bem ad a R 171 4 3 Metodologia de Valida o no ambiente OO ce eecceesscesseceeseeceeseceenaeeenneeeenaeeeenes 171 A Sa PASC Me hci ta ance a inde aus Be SS Da eta WR a hada Can ee Glade 172 Rotinas da Fase Janine e te i aa Eaa UU a A S si 173 Etapa Atomaca seeingu e aa ppa pasado 173 Etap Iterati Va siccineteur innin DROGA 179 432 Fase a e a R A E E A E E ARS 181 Roma da Paso it ada a iss iai ra R A E 182 ASD Fase HO OR IR DR PRDC DRE RR ORD PRRPE E RD PENNE Greed besa E EE E teat eae UR 183 Rotinas da Fase Mleci be eas Saad aa Net dA Dad
255. te em I Copiar o arquivo original da folha restitui o ou vetoriza o para dentro do mapa criado II Selecionar e quebrar drop todos os elementos do arquivo exceto c lulas e dimens es HI Verificar os elementos do arquivo utilizando a mdl levtype e se houver curvas retir las com a mdl stroke IV Unir os elementos utilizando a mdl joinseg V Suavizar as linhas com a utiliza o da ferramenta de suaviza o de v rtices Line Weeder do MGE que utiliza o algoritmo Douglas Peucker ver Cap tulo 04 Sendo necess rio para este passo ado o de toler ncias conforme a escala da carta por exemplo 1 25 000 1 1 50 000 2 150 VI Carregar e executar a macro separac Essa macro analisa os elementos conforme os atributos da TBCD distribuindo os em n veis de 1 um a 18 dezoito e prepara para a cria o dos arquivos de categorias conforme a Tabela 3 3 VII Criar os 18 arquivos de categorias por meio da execu o da macro cria cat 3 2 7 5 Valida o das categorias Para a perfeita execu o da valida o das categorias individualmente sem que ocorra perda de dados ou qualquer outro tipo de problema relacionado geometria dos vetores a metodologia de valida o adotada pela DSG estabelece uma ordem de prioridade para execu o do processo A ordem ideal de valida o das categorias a que segue 1 Transporte 2 Infra estrutura 3 Edifica es 4 Pontos de Refer ncia 5 Hidrograf
256. temas de informa o geogr fica s o diferentes de outros sistemas de informa o naqueles os dados contidos possuem uma caracter stica especial que permite referenciar objetos ou fen menos em rela o a uma posi o espec fica no espa o o que permite a sua localiza o Por causa desta caracter stica especial a localiza o de objetos e fen menos podem ser visualizados e estas visualiza es chamadas mapas s o a chave para seu posterior estudo A Figura 2 4 mostra como os objetos do mundo real que podem ser localizados no espa o tais como casas estradas campos ou montanhas podem ser abstra dos do mundo real como um modelo de paisagem digital de acordo com algum crit rio predeterminado e armazenado num sistema de informa es geogr ficas como pontos linhas reas ou volumes e mais tarde ap s ter sido convertido para dentro de um modelo cartogr fico digital representado num mapa com conven es pr estabelecidas e integrar as id ias das pessoas sobre o espa o Quando armazenados num SIG estes dados espaciais s o usualmente divididos em dois tipos de dados os dados geom tricos e dados de atributos Os primeiros referem aos aspectos geom tricos localiza o e dimens es dos fen menos enquanto que o segundo referem a outros aspectos de caracter sticas n o geom tricas 20 O conjunto de dados armazenados de uma rea de estudo espec fica chamado modelo de paisagem digital MPD Como este mod
257. ter stica talos e aguap s Mangue Vegeta o impenetr vel e com ra zes a reas que se localiza em reas sujeitas s mar s cujo solo uma esp cie de lama escura e mole Turfeira Vegeta o que se desenvolve sobre a turfa Reflorestamento E o cultivo de esp cies arb reas com finalidades econ micas cuja esp cie ser extra da no final do ciclo Cultura Tempor ria toda aquela que encerrado o ciclo produtivo implicar em extra o da esp cie cultivada Cultura Permanente toda aquela em que n o h extra o da planta no final do ciclo cujo objetivo econ mico a extra o de seus derivados frutos sementes folhas seiva etc Cultura Tempor ria em Terreno Umido E toda aquela que cultivada em terreno inundado e que encerrado o ciclo produtivo implicar em extra o da esp cie Cultura Permanente em Terreno mido toda aquela que cultivada em terreno inundado e que n o h extra o da planta no final do ciclo cujo objetivo econ mico a extra o de seus derivados frutos sementes folhas seiva etc Extrativismo Vegetal uma rea de vegeta o nativa e mista onde uma das esp cies vegetais explorada 142 3 2 4 Fluxo geral de dados Os dados utilizados na valida o e estrutura o digital t m sua origem na aquisi o restitui o ou vetoriza o Os dados oriundos daquelas fontes s o submetidos a diversas etapas dentro do processo
258. tices Extend And Fix Endpoint Estende e cria v rtices Fix Intersection Cria v rtices entre linhas que se cruzam Queue Flags Permite que sejam percorridos os flags gerados por outras MDL s Queue Flags Open Carrega os flags Queue Flags Previous mostra o flag anterior Queue Flags Current mostra o flag corrente Queue Flags Next mostra o pr ximo flag Queue Flags Get Dialog mostra em qual flag se est trabalhando Queue Flags Zoom First Permite salvar o Zoom a ser utilizado Queue Flags Zoom In Permite aproximar o flag Queue Flags Zoom Out Permite afastar o flag Queue Flags Close Descarrega os flags Flag Elements Permite que sejam criados flags a partir de sele o pr via de quaisquer elementos 145 Rotinas tipo MDL DDUPCELL Identifica as c lulas duplicadas no arquivo podendo elimin las automaticamente ou apenas marc las DDUPLINE Identifica as linhas padr o line duplicadas no arquivo podendo elimin las automaticamente ou apenas alterar seus par metros DDUPTEXT Identifica os textos duplicados ou muito pr ximos no arquivo podendo elimin los automaticamente ou apenas marc los DROPLS Quebra todas as linhas padr o line string transformando as para o padr o line EXTEND Estende linhas a partir de suas pontas livres de acordo com os par metros especificados na entrada FIXIN Gera interse es entre os cruzamentos de linhas no padr o line FLAGANG Identifica e marca ngulos f
259. tipos de sistemas de informa o Espacial sessss sis scsi dan iteidog anda tl eet eden dep Sd dd a anda dd a 31 Figura 2 11 Rela es interdisciplinares entre SIG e outras reas n 32 Figura 2 12 Defini o t cnica de geoprocessamento a 33 Figura 2 13 O conceito de camadas ou overlay do mundo real 0 eee eeeeeeeseeeeeeeeeees 39 Figura 2 14 Representa o de fei es geogr ficas no ambiente digital ponto a linha b e pol gono c Representa o de fei es de rea e situa es mais comuns reas disjuntas d reas sobrepostas e e as duas situa es ao mesmo tempo f ii 40 Figura 2 15 Representa o de uma linha a em estrutura vetorial b e em estrutura FASUEL C sss RAG NARA BHR BEERS SS PERO O PER BRR 40 Figura 2 16 Modelo espaguete de dados eee eererecereecereracenaa 42 Figura 2 17 Armazenamento de dados de pontos exemplo para fei o calssificada como SOE ee i a ata see NG fa aa nada AR Ta Da a Ra Ta 44 Figura 2 18 Estrutura de dados para rede 2 20 28 a cipal TAS aaa ae 44 Figura 2 19 Representa o de grafos n o direcionados 45 Figura 2 20 Relacionamento de pol gonos adjacentes i iii 46 Figura 2 21 Extrato da TBCD indicando os atributos usados para codificar a fei o cartogr fica para o modelo digital q ssesesseresiuesasastaasasssgagesiqua saralives att dlos asgatosonagas
260. to n o permitem inconsist ncias Este fator por si s j apresenta uma grande vantagem do ambiente orientado a objeto sobre o ambiente de CAD Por exemplo elementos de rea para serem armazenados no BDOO devem estar obrigatoriamente fechados e classificados caso contr rio seu armazenamento n o permitido No ambiente de CAD por sua vez n o incomum encontrar elementos de rea abertos ou de linhas n o ligados ocasionando inconsistentes em rela o aos demais Os resultados portanto para a constata o da 189 qualidade dos dados ap s a aplica o da metodologia de valida o levou em conta esta considera o 4 4 2 Considera es Finais Durante a realiza o dos estudos visando a implementa o de uma nova metodologia de valida o para os dados surgiram diversas oportunidades nas quais foi poss vel compreender o potencial do sistema para emprego nas atividades de produ o cartogr fica A diferen a encontrada entre os dois ambientes estudados CAD x OO por sua vez esclareceu as principais d vidas existentes em rela o ao sistema Gothic As vantagens deste em rela o ao CAD est basicamente na maneira de pensar os dados Enquanto o sistema CAD visualiza entidades ponto linha e pol gono apenas como fei es est ticas dentro de um espa o geogr fico o sistema OO enxerga as entidades como objetos possuidores de comportamentos e sujeitos a restri es topol gicas O sistema Gothic em rela o ao sist
261. torno de localidade contorno de relevo contorno de vegeta o limite geografico acessojarruamento auto estrada div Areas urbanas i oes auto_estrada_simp barragem caminho canal cerca corte ferrovia linha_costeira linha_drenagem linha_marginal muro pista_competicao quebra_mar rod_n_pav_period rod_n_pav_perm rod_pavimentada trilha vala elevado Relevo limite_geografico contorno_de_relevo limite geogr fico contorno de edifica o contorno de referencial contorno de hidrografia contorno de infraestrutura contorno de localidade Areas de contorno de relevo contorno de vegetacao acesso arruamento auto estrada div vegetacao auto estrada simp caminho canal cerca corte elevado ferrovia linha costeira linha drenagem linha marginal muro pista competi o barragem quebra mar rampa rod n pav period rod n pav perm rod pavimentada trilha vala Tabela 4 3 Objetos delimitadores de rea A terceira e ltima parte leva os objetos de rea gerados e j classificados durante o processamento s classes de objetos aos quais pertencem pois as reas criadas s o generalizadas em uma classe de objetos tempor ria 183 Rotinas da Fase HI As rotinas criadas para realizarem os processos comentados acima empregam os segmentos de linhas dos objetos delimitadores de rea para criar um conjunto de pequenas reas as quais n o possuem qualquer identifica o Para que sejam identificadas corretame
262. tos Modifica o do schema Vers o terminal Inicio da edi o n o congelada Figura 2 40 rvore de vers es simples Fonte Laser Scan 2000 Quando esta sendo feita a edi o do dataset esta edi o passa a ser armazenada na vers o terminal N o poss vel editar qualquer vers o anterior isto previne inconsist ncias Assim se dois operadores trabalharem separadamente sobre um mesmo arquivo cuja vers o original designada aqui por Vn ocorrer que quando o 1 operador salvar seu trabalho a vers o a ser salva passar a ser denominada Vn 1 assim sendo o 2 127 operador s conseguir salvar suas altera es sobre Vn 1 surgindo a partir deste momento Vn42 Pontos de Checagem Checkpoints Se uma vers o final e solicitada para ser editada automaticamente criado um ponto de checagem Quando um ponto de checagem estabelecido a vers o corrente final congelada e uma nova vers o final criada Um ponto de checagem pode ser visto como backup incremental do dataset Embora o ponto de checagem seja a a o para criar uma nova vers o final o termo usado s vezes em refer ncia a vers o congelada do dataset Haver situa es nas quais o ponto de checagem ser criado automaticamente Por exemplo quando o schema alterado pela edi o de uma nova classe ou valor Conseqiientemente cada classe ou valor Conseqiientemente cada vers o ter sua pr pria vers o do schema Pontos de Retorno B
263. trabalhos de produ o de dados cartogr ficos A ado o deste termo se d por motivo de praticidade visto que as principais institui es respons veis pelo mapeamento sistem tico brasileiro o adotam no seu dia a dia A Cartografia Automatizada termo usado amplamente no in cio das atividades de cartografia em meio digital surgiu com o advento da inform tica e sua evolu o a qual permitiu a implementa o dos processos cartogr ficos em meio digital O desenvolvimento desta tecnologia foi impulsionado basicamente por duas comunidades GIS Course by Digital Earth 2004 29 a cient fica que necessitavam visualizar resultados de modelagens em menor per odo de tempo bem como grande quantidade de dados em formato digital e a cartogr fica que vislumbrava a redu o do custo e do tempo de produ o e edi o de cartas Esta tecnologia trouxe benef cios produ o de mapas que anteriormente exigiam um grande disp ndio de tempo e trabalho As principais vantagens advindas com o surgimento de tal tecnologia al m daquelas j mencionadas foram basicamente as seguintes a baixo custo de produ o se comparada toda a infra estrutura usada na produ o cartogr fica convencional b grande facilidade de manuseio do desenho de um mapa pois mudan as de escala e proje o s o mais simples no ambiente digital e c possibilidade de outros usos para os dados digitais Atualmente a produ o cartogr fica respo
264. triz regular de pixels que consistem em valores de n mero digitais Os conjuntos de dados matriciais no Gothic podem ser bin rios como mapas digitalizados matricialmente c digo mapas tem ticos ou tons de cinza imagens de sat lite e podem ser de banda simples ou m ltipla Normalmente os conjuntos de dados matriciais est o relacionados a um sistema de coordenada de forma que eles possam ser exibidos juntamente com outro CD MDT Modelo Digital de Terreno Digital Terrain Model O dataset MDT matricial e representa as eleva es de terreno em tons de cinza no qual o valor da c lula representa a altura de uma dada localiza o Eles diferem dos conjuntos de dados matriciais em tons de cinza pelo fato daqueles representarem imagens bidimensionais 115 Gazetteer O dataset Gazetteer cont m nomes de lugares com coordenadas de X e Y Estes conjuntos de dados s o usados como um livro de endere os para acessar diferentes localiza es atrav s do nome ao inv s de coordenadas Embora sejam definidos ao n vel do Gothic o uso dos tipos de datasets diferentes influenciado pela natureza da aplica o Por exemplo um Gazetteer pode ser usado em uma aplica o para localiza o de estabelecimentos comerciais an lise de estrat gias de implanta o de um novo empreendimento enquanto um MDT seria particularmente adequado a uma aplica o de modelagem para difus o de sinais de ondas de r dio an lise de melhor posicionam
265. trutura o de dados geogr ficos no ambiente de CAD foram criados diversos programas em forma de rotinas computacionais Estes t m por objetivo b sico resolver as poss veis inconsist ncias encontradas nos vetores oriundos da aquisi o Os programas foram desenvolvidos em linguagens de programa o distinta dando origem a dois tipos b sicos de rotinas a saber MDL MicroStation Development Language S o rotinas program veis na Linguagem C utilizadas no ambiente do MicroStation A MDL carregada de duas maneiras pelo Prompt do MicroStation Key in e por meio do menu Utilities com seguintes oprera es 144 Prompt do CAD I Digita se MDL LOAD lt nome da MDL a ser utilizada gt II Pressiona se Enter Por exemplo para carregar a rotina MDL FLAGFREE basta digitar no prompt MDL LOAD FLAGFREE e pressionar ENTER Menu Utilities I Seleciona se no MicroStation Menu Utilities gt MDL Applications II Seleciona se a MDL que se deseja executar dentro da caixa Avaliable Applications IMI Clicar Load A seguir apresentado um panorama da rotina MDL CNB1 que cont m um subgrupo de rotinas utilizadas no MicroStation durante a fase de valida o MDL CNB1 A rotina foi criada para possibilitar o uso de diversas ferramentas auxiliares para percorrer e corrigir inconsist ncias dos arquivos de dados geogr ficos da aquisi o A descri o das rotinas dada a seguir Fix Inter Permite a cria o manual de v r
266. ts por sua vez oriunda da transforma o da imagem capturada por scanner em tr s imagens distintas em tons de cinza cada qual com as informa es referentes aos canais de cores RGB e com resolu o de 8 bits que associadas ao canh o vermelho Red verde Green e azul Blue existentes num monitor formam uma imagem colorida A vantagem deste tipo de arquivo matricial reside no fato do mesmo ser uma reprodu o fiel da carta impressa com detalhes representados em cores conforme aparecem na base anal gica Este fator permite que o operador consiga identificar facilmente os detalhes representados na carta anulando praticamente qualquer problema de interpreta o que porventura possa se apresentar O registro das informa es contidas no arquivo da carta como comentado anteriormente na fase de Georreferenciamento pode ser mais bem 74 acurado que nos originais O trabalho de vetoriza o assim como na t cnica anterior mencionada se resume basicamente em extrair as fei es da carta por meio da digitaliza o vetorial das fei es existentes Entretanto como n o poss vel aplicar a t cnica de vetoriza o semiautom tica o rendimento do trabalho e a qualidade do produto final ficam prejudicadas Vetoriza o manual com mesa digitalizadora A t cnica de digitaliza o vetorial por meio de mesa digitalizadora caracterizada pela extra o das informa es vetoriais diretamente das cartas anal gicas Foi a pr
267. u o da DSG deve se ter em mente que ainda necess rio realizar ainda alguns testes com cartas oriundas da vetoriza o e fora dos padr es estabelecidos na TBCD Estes testes devem ser realizados com o intuito de aprimorar as ferramentas desenvolvidas para uma melhor adequa o das mesmas aos diversos aspectos inerentes a dados adquiridos via CAD Outro aspecto importante a respeito do desenvolvimento das rotinas aplicadas na metodologia de valida o e que merece aten o especial que ainda existem fun es do sistema Gothic que ainda n o foram exploradas e que possivelmente podem ser teis para o aprimoramento da metodologia sugerida neste trabalho Por fim cabe dizer que as fun es do Gothic usadas no desenvolvimento das rotinas e as regras topol gicas aplicadas correspondem a uma pequena parcela daquelas existentes em sua biblioteca de fun es e os recursos de elabora o de regras dentro do sistema 196 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ALDRED B K Point in polygon algorithms IBM Peterlee UK 1972 ALVES D S Sistemas de Informa o Geogr fica In SIMP SIO BRASILEIRO DE GEOPROCESSAMENTO 1 1990 S o Paulo Anais S o Paulo USP 1990 ABLER Ronald F Awards Rewards and Excellence Keeping Geography Alive and Well The professional Geographer 1988 ALVES D S Modelo de Dados para Sistemas de Informa es Geogr ficas S o Jos dos Campos SP USP 1994 Tese de Doutorado ANDERSON Jam
268. ue alimenta o sistema permitindo gerar INFORMA O que nada mais do que o significado atribu do aos dados do ponto de vista de um determinado usu rio O poder da informa o sem d vida indiscut vel Por m o que tem revolucionado os processos tradicionais de utiliza o da informa o a maneira como ela pode ser rapidamente processada e utilizada para diferentes objetivos pelo modo de sua apresenta o ou seja georreferenciada ou mapeada Usu rios PESSOAS com objetivos comuns formam uma ORGANIZA O ou GRUPO DE TRABALHO O SIG por si s n o garante a efici ncia nem a efic cia de sua aplica o Como em qualquer organiza o ferramentas novas s se tornam eficientes quando se consegue integr las adequadamente a todo o processo de trabalho Para isto n o basta apenas investimento mas o treinamento de pessoal usu rios e dirigentes para maximizar o potencial de uso de uma nova tecnologia 27 Metodologias ou T cnicas de An lise est o diretamente ligadas ao conhecimento e experi ncia do profissional que a partir de um objetivo definido submete seus dados a um tratamento espec fico para obter os resultados desejados Este aspecto mostra que a qualidade dos resultados de um GIS n o est ligada somente a sua sofistica o e capacidade de processamento Muito mais que isso proporcional experi ncia do usu rio Recursos Humanos Metodologias Dados GIS Hardware q
269. uma classe mais geral A opera o tem um nico nome e pode ser chamada 106 indiscriminadamente por v rios objetos A implementa o da opera o redefinida para cada uma das subclasses Essa redefini o chamada overriding for x in X do begin case of type x pessoa display_pessoa x figura display_figura x grafico display_grafico x end end Quadro 2 2 C digo convencional para a execu o de opera o display que recebe um objeto como entrada e o apresenta na tela O sistema decide qual implementa o usar para execu o Assim o c digo dado simplificado para for x in X do display x A liga o do nome da opera o com a implementa o correspondente se realiza no tempo de execu o Essa liga o retardada denominada late binding A sobrecarga overloading de operador refere se ao uso do mesmo s mbolo de operador para denotar opera es distintas sobre diferentes tipos de dados 2 4 2 Modelagem de dados orientada a objetos para fins cartogr ficos A motiva o mais imediata para a ado o dos princ pios da orienta o a objetos para a modelagem de dados geogr ficos que o mundo real pode ser visto como uma variedade de objetos inter relacionados Os objetos podem ser vistos em diferentes n veis de detalhe Por exemplo para um observador uma rea urbana pode ser vista como um objeto indivis vel sem levar em considera o sua composi o em reas residenciais indust
270. undo diz respeito maneira como est o tematicamente organizados os dados de CAD A seguir s o discutidos com mais detalhes esses dois pontos Entidades CAD x tipos de fei es SIG Em um sistema de CAD existem muitos tipos de entidades algumas das quais aparecem ser muito similares mas que podem ser muito diferentes em uso e propriedades Entretanto com o SIG geralmente classificam se as fei es como ponto linha ou pol gonos O entendimento de como uma entidade no programa de CAD ser tratada por um programa de SIG cr tica para o sucesso do uso de dados de CAD num SIG Uma entidade do CAD que necessita uma explana o adicional a entidade que representa pontos por s mbolos cartogr ficos Dependendo do tipo de CAD usado estas entidades recebem nomes diferentes por exemplo no AutoCAD denominado bloco enquanto que no MicroStation recebe a denomina o de c lula Um bloco ou c lula pode ser composto de muitas subentidades que podem ser escaladas durante ou ap s a inser o numa base cartogr fica apesar desta 50 caracter stica este tipo de elemento tratado como uma entidade ponto Por exemplo um s mbolo de rvore pode ser constitu do de poli linhas com um di metro de 10 unidades de medida com atributos gr ficos de certa esp cie de rvore podendo ainda possuir inseridas informa es a respeito do seu crescimento Quando o operador est inserindo o s mbolo este poder ser escalado de acor
271. verifica es dependendo da origem dos dados podem acarretar preju zos em tempo e trabalhos de corre o complexos que em muitas vezes inviabilizam o uso das bases cartogr ficas adotadas A produ o de dados espaciais visando seu uso em ambientes de SIG Portanto deve ser executada prevendo minimiza o de erros Para tanto necess rio que o processo de produ o seja reestruturado e as fases de produ o sejam adaptadas para esta nova realidade 2 2 2 Estrutura de dado usada na cartografia digital A cartografia digital tem uma vis o do mundo real discriminada na forma de camadas na qual cada camada representa um aspecto da realidade Burrogh 1991 vide Figura 2 13 Figura 2 13 O conceito de camadas ou overlay do mundo real Fonte Burrough 1991 Portanto as fei es do mundo real de car ter geogr fico conhecidas por isso como fei es geogr ficas para fins de representa o na cartografia digital s o individualizadas e armazenadas separadamente em n veis l gicos De acordo a sua natureza espacial elas ser o ainda implantadas atrav s de tr s modos distintos a saber pontual linear e zonal Figura 2 14 Portanto ser o estes elementos em conjunto com seus atributos componente n o espacial da informa o 39 geogr fica que dever o ser traduzidos ou codificados para uma estrutura de dados usada pela cartografia em ambiente digital y i oO ALO c
272. verificar as potencialidades reais do ambiente OO nas atividade de tratamento de dados vetor e c verificar as poss veis altera es causadas pela implanta o da metodologia proposta na linha de produ o atual da DSG e suas conseqii ncias Para tanto o trabalho de pesquisa relatado nesta disserta o tomou por base a experi ncia t cnica existente na DSG bem como refer ncias bibliogr ficas existentes atualmente 1 3 Estrutura do trabalho Para atingir os objetivos tra ados o trabalho foi elaborado em forma de cap tulos os quais foram estruturados de maneira a abordar os diversos aspectos relativos ao assunto O Capitulo 2 que trata da conceitua o te rica composto por quatro temas O primeiro aborda basicamente os aspectos relativos a Cartografia e aos SIG Ele apresenta conceitos importantes para o entendimento da Cartografia como ci ncia bem como realiza uma abordagem sobre os dados espaciais de maneira a inseri los dentro do contexto dos SIG Tamb m apresenta os principais conceitos relacionados ao SIG sua natureza e 4 43 Fo 29 principais componentes Aborda ainda o conceito das geotecnologias e apresenta uma discuss o entre a cartografia e SIG O segundo tema trata do aspecto da aquisi o de dados geogr ficos e suas peculiaridades No seu corpo aborda os aspectos de entrada de dados no SIG e exp e de maneira mais abrangente a estrutura de dados vetor usada na cartografia e no SIG Aprese
273. visualizada e esta usualmente permita algum experimento Quando se representa informa o espacial na forma de um mapa o mesmo tem que se limitar ao espa o dispon vel ao essencial e acerca de qual a estrutura da informa o 2 1 2 Cartografia Defini o Objeto e Objetivo O conhecimento da distribui o das fei es encontradas no espa o geogr fico de suma import ncia para as atividades humanas dele depende o planejamento para a elabora o de projetos destinados melhoria das condi es de exist ncia das sociedades Dentro deste contexto a cartografia como ci ncia desempenha um papel extremamente importante pois por meio dela poss vel obter uma representa o do espa o de maneira confi vel e adequada A confiabilidade est ligada diretamente a assuntos relacionados exatid o da representa o tanto em termos posicionais como em termos de conhecimento dos atributos das fei es mapeadas J adequa o esta ligada ao modo como as fei es foram representadas assunto relacionado aos princ pios da semiologia gr fica conceito a ser abordado mais a diante Nas bibliografias ligadas ao assunto dependendo do autor pode se encontrar diversas defini es para o termo Cartografia A seguir ser o apresentadas algumas adotadas por rg os de representatividade mundial e que podem ser amplamente empregados Num sentido mais amplo a Organiza o das Na es Unidas ONU define cartografia como segue
274. xemplo pode se armazenar os elementos de fundo de mapa em um arquivo digital separado de nome pase e os elementos tem ticos em um arquivo tema Isto permite uma maior flexibilidade no manuseio dos dados como tamb m otimiza o processo operacional de entrada de dados num SIG As fei es geogr ficas muitas vezes simplificadas como no exemplo da rede de drenagem s o ent o estruturadas em n veis l gicos sendo especificada sua 54 simboliza o estilo de tra o cor espessura associa o com s mbolos previamente criados para preenchimento de reas ou representa o de linhas e pontos S o tamb m definidos os comandos de digitaliza o e edi o este ltimo para o caso de poligoniza o Para elementos de texto s o definidos o tipo de fonte e suas dimens es horizontal e vertical em conjunto com o espa amento e justifica o das linhas Todas as informa es mencionadas devem ser relacionadas numa tabela de aquisi o de dados a qual tem por finalidade documentar os par metros usados na convers o dos dados geogr ficos A tabela de aquisi o de dados definida geralmente com atributos l gicos e geom tricos existentes no ambiente de CAD Estes atributos s o respectivamente N vel de informa o tamb m conhecido por camada ou layer os quais permitiram criar estruturas b sicas para as informa es de acordo com os temas trabalhados e Atributos gr ficos tamb m denominado atributo de des

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