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sexta-feira, 16 de dezembro de 2011

NVIZ, Uma Ferramenta dinâmica para visualização 3D


O GRASS possui um módulo integrado para renderização de modelos digitais de elevação, este é denominado NVIZ.
O NVIZ fornece uma interface dinâmica para manipulação da método de visualização: perspectiva, rotação, peso e exagero do eixo z.
Faça do download deste gisdbase clicando aqui. Descompacte este arquivo em um local ao seu critério. Abra o GRASS e na tela de boas vindas selecione a pasta gisdbase (1), clique no mapset PERMANENT (2) e inicie o GRASS (3).
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Abra o NVIZ no menu Arquivo >  NVIZ então será exibida a caixa de diálogo da figura abaixo. Na guia “Raster” deverá ser selecionado o mapa de elevação (1) e um mapa para cores (2). Na drop-down “Raster map for elevation” selecione o modelo de elevação denominado SB_24_Y_D e na drop-down “Raster map for Color” selecione a camada bacias.
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Quando for executado, este módulo irá renderizar o modelo de elevação sobrepondo a este as cores que definem as microbacias deste exemplo. O resultado será semelhante ao da figura abaixo:
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Não é obrigatório definir um mapa de cores, pode-se apenas fornecer o mapa de elevação. Neste caso as cores utilizadas, será a mesma da tabela de cores do MDE.
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A interface interativa do NVIZ é bastante intuitiva e fácil de utilizar em termos de visualização. Podemos configurar a perspectiva, rotacionar o plano (twist), exagero do eixo z (z-exag) além de alterar o método de visualização em eye, center, C2C e Vôo. No método eye o ponto de vista pode ser alterado na caixa Look simplesmente clicando e arrastando o ponto amarelo no centro da caixa N/S/E/W.
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As imagens podem ser salvas pelo menu File> Save Image as > TIFF Image
Até o próximo post!
Sâmio C. Sousa

quinta-feira, 15 de dezembro de 2011

Extraindo curvas de nível com o GRASS

 

Extrair curvas de nível no GRASS é uma tarefa relativamente fácil, basta apenas possuir um MDE (Modelo Digital de Elevação) como, por exemplo, um raster SRTM e importá-lo para uma location (veja aqui com importar um raster para uma location). Caso você não possua nenhum MDE você pode realizar o download deste gisdbase que possui uma location com um SRTM de Pernambuco clicando aqui. Descompacte este arquivo em algum local ao seu critério a abra o GRASS, na tela de boas vindas deste, informe o local onde você descompactou o gisdbase (1), selecione o mapset PERMANENT (2) e inicie o GRASS.

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O módulo que será utilizado para gerar as curvas de nível é o r.contour. Este pode ser acessado pelo menu Raster > Gerar linhas de contorno ou digite no console de comando r.contour.

Na guia “Parâmetros Obrigatórios”, dever ser informado na caixa (1) “Mapa raster de entrada”, o MDE neste caso selecione na drop-down o SB_24_Y_D que é uma carta SRTM. Na caixa (2) “Mapa vetor de saída” deverá ser digitado o nome do arquivo que conterá as curvas nível, neste exemplo digitei CN40.

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As características das curvas de nível poderão ser manipuladas na guia “Opcional”. Neste exemplo, será feita as curvas de nível para todo o intervalo de altitude do arquivo de entrada, com um incremento de 40 metros entre as curvas, para tal, basta apenas digitar o valor 40 na caixa “incremento entre as curvas de nível” e executar.

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Em alguns segundos será gerado o vetor contendo as curvas de nível:

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Vamos realizar outro exemplo. Primeiro desabilite no “gestor de camadas” a camada CN50, para que o “Map Display” fique em branco.

Abra novamente o módulo r.contour e na guia “Parâmetros Obrigatórios” proceda da mesma forma do primeiro exemplo, exceto no nome do vetor de saída onde deve-se preencher com um nome diferente, neste exemplo preencha CN100.

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Na guia “Opcional” vamos definir um intervalo de altitude de 700 a 1000 m, ou seja, altitude máxima e a mínima das curvas de nivel com um incremento de 100 metros entre elas. Preencha as caixas “Curva de nível mínima” com o valor 700, “Curva de nível máxima” com 1000 e “Incremento entre curvas de nível” com 100.

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O resultado será exibido no MapDisplay:

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Até o Próximo Post!

quarta-feira, 14 de dezembro de 2011

Análise Digital de Terreno com o GRASS GIS

 
Uma das tarefas mais comuns executadas em SIGs são as análises de terreno que são realizadas quando um estudo necessita de dados de geomorfologia.
Neste tutorial, veremos alguns exemplos destas análises a partir de um SRTM (um modelo digital de terreno produzido pela NASA e parceiros) no formato raster.
Primeiro faça o download do arquivo SRTM clicando aqui. Descompacte este arquivo em um local a sua escolha.

1 - Importando os dados e projetando em UTM

O datum deste SRTM é o WGS84 sem projeção, pois este dado possui o sistema de coordenadas geográfica. Portanto é necessário criar uma location com estas informações: datum wgs84 sem projeção, nomeie esta location com o nome SRTM_PE. Então no location wizard selecione a projeção LL (latitude/longitude) e o datum wgs84. Caso tenha dúvidas de como criar uma location, clique aqui e leia este outro tutorial na íntegra.
Como o sistema de coordenadas deste SRTM é geográfica, será necessário criar uma segunda location com o nome SRTM_PE_PRJ com o sistema de coordenadas wgs84 e projeção em UTM fuso 24 Sul. Nesta segunda location será projetado o SRTM e executada as análises de terreno.
Com a locations criadas, inicie o GRASS na location SRTM_PE e importe o SRTM da pasta de onde este foi descompactado (Caso ainda não saiba importar, clique aqui).
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Figura 1
Com o SRTM sendo exibido na tela, agora vamos projetá-lo em UTM. Para isto, primeiramente vamos configurar a região de trabalho da location SRTM_PE acessando o menu Settings > Região > Definir Região, ou simplesmente digite o comando g.region no console de comandos e selecione o SRTM SB_24_Y_D na caixa drop-down Ajustar a região coincidente com esse mapa raster (Figura abaixo) e clique em executar.
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Figura 2
Agora vamos alternar para a location SRTM_PE_PRJ. Acesse o menu Settings > Ambiente de trabalho do GRASS > Change location and mapset. Na drop-down Name of location selecione SRTM_PE_PRJ e clique em ok, se for solicitado para que salve algo, pode responder não.
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Figura 3
Acesse o menu Raster > Desenvolver mapa raster > Reproject raster map ou digite o comando r.proj.
Na caixa de diálogo do módulo r.proj, selecione a location na guia “Parâmetros Obrigatórios”, na guia “Source” selecione o SRTM SB_24_Y_D na drop-down “Name of Input raster map to re-project” e na guia “Target” marque a caixa de opções “Print input map´s bounds in the current projection and exit (shell style)” e na drop-down “Método de Interpolação” selecione bilinear e finalmente clique em executar (Isto pode ser executado através do comando r.proj -g input=SB_24_Y_D location=SRTM_PE method=bilinear).
Na guia “Saída do comando” será exibido os limites geográficos (N, S, E e W) da região em coordenadas UTM, isto é mostrado na linha destacada em amarelo na figura abaixo.
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Figura 4
Este limite geográfico foi previamente calculado pelo módulo r.proj e precisa ser definido para a location SRTM_PE_PRJ antes de ré-projetarmos o SRTM, então sem fechar o módulo r.proj abra novamente o módulo g.region (ver figura 2) e preencha na guia “Bounds” os valores do limite geográfico, para facilitar pode usar o velho CTRL+C e CTRL+V e execute o módulo.
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Figura 5
Volte novamente na janela do módulo r.proj na guia “Target” e desmarque a caixa de opção “Print input map´s bounds in the current projection and exit (shell style)” e digite o valor 90 na caixa “Resolução do mapa de saída” e clique em executar. Esta tarefa poderá demorar alguns minutos caso você utiliza valores de resolução espacial menores (Este valor é a dimensão do pixel X e Y em metros).
Finalmente vamos definir a região da location SRTM_PE_PRJ a partir deste novo raster projetado de forma igual a que fizemos no procedimento da figura 2.

2 – análises de terreno

Os módulos de analise de dados raster estão agrupados no menu Raster. Vamos utilizar os módulos para gerar a partir do SRTM, o mapa de declividade, aspecto e relevo sombreado.

2.1 mapa de declividade e aspecto

A partir de um modelo digital de elevação, (neste exemplo o SRTM) é possível criar  mapas de declividade e orientação da declividade (aspecto). No GRASS estes mapas podem ser gerados através do módulo r.slope.aspect de forma simples e rápida, para tal, digite o comando r.slope.aspect no console de comandos ou abra-o pelo menu Raster > Análise de Terreno > Slope and Aspect. Na primeira guia “Parâmetros Obrigatórios” selecione o SRTM na drop-down “Nome do raster de elevação”. Na guia “Outputs”  digite o nome dos mapas: srtm_slope, para o “output slope map raster” que será o mapa de declividade e srtm_aspect para o “output  aspect raster map” que será o mapa de aspecto, ou digite os nomes ao seu critério. Observe que na guia “Settings”, existe uma dop-down “Formato para relatar a declividade”, nesta drop-down deverá ser informado de que forma a declividade deverá ser calculada: degrees (graus) ou percents (percentual).
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Figura 6

Com os parâmetros configurados, agora é só executar. Neste exemplo, o tipo de declividade selecionado foi degrees. Como os dois mapas serão produzido juntamente, estes serão adicionados as camadas e consequentemente o mapa aspect vai sobrepor o slope, mas você pode alterar a ordem e as camadas visíveis na janela “Gestor de Camadasesta tarefa é bem simples, e dispensa comentários. E logo abaixo estão os mapas de aspecto e declividade respectivamente.
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Figura 7

2.2 mapa de relevo sombreado

Uma mapa de relevo sombreado é uma simulação de um relevo iluminado pelo sol em um determinado angulo de elevação e azimute. No GRASS estes mapas podem ser gerados facilmente através do módulo r.shaded.relief. Para iniciar este módulo acesse o menu Raster > Análise de Terreno > Relevo Sombreado, ou simplesmente pelo comando r.shaded.relief. Na guia “Parâmetros Obrigatórios” selecione o SRTM SB_24_Y_D e na guia “Opcional” preencha o nome do “output shaded” que é o nome do mapa que será gerado. Na caixa “Altitude of the sun” deve ser informado o ângulo de elevação do sol, na caixa “Azimuth” a direção do sol em graus de leste em relação ao norte e na caixa “Set scaling” selecione meters. Neste exemplo foi preenchido o angulo de elevação com 45 e o azimute em 270 para gerar o mapa da figura 8.
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Figura 8
ATÉ O PRÓXIMO POST!
SÂMIO C. SOUSA

terça-feira, 13 de dezembro de 2011

Importando Dados do Tipo Raster

 

O GRASS-GIS possui suporte à importação de diversos tipos de dados graças as bibliotecas que este programa possui. Entre os tipos de dados que este programa é capaz de importar estão os rasters, que são informações espaciais em formato matricial geralmente codificados em imagens geotiff (*.tif). Os rasters mais comuns são as imagens de satélite e radar.

Neste tutorial, vamos importar uma imagem do satélite LANDSAT 5.

Primeiramente faça o download desta imagem clicando aqui e a descompacte em uma pasta de sua preferência. (você pode utilizar outra imagem, tomando apenas cuidado em informar corretamente o sistema de coordenadas desta).

A imagem deste exemplo possui o DATUM WGS84 e projeção UTM fuso 23 Sul. Portanto será necessário criar uma location com estas definições. Caso tenha dúvida de como criar uma location, leia um tutorial sobre o assunto clicando aqui.

Agora com o GRASS aberto, vá à janela do Gestor de Camadas e acesse o menu Arquivo > Importar dados raster > Formatos de importação comuns. (Você pode acessar este módulo  pelo comando r.in.gdal no console de comandos.)

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Com a janela de importação aberta (figura acima), clique em explorar (browser) na caixa de dialogo file e abra a pasta que você descompactou a imagem e clique no arquivo LANDSAT_5_TM_20***.tif. Agora basta apenas clicar no botão Importar.

Com o arquivo raster importando, este será exibido na tela do MapDisplay e está pronto para ser processado!

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quarta-feira, 7 de dezembro de 2011

Importando Dados Vetoriais ESRI Shape

 

O GRASS-GIS possui suporte à importação de diversos tipos de dados graças as bibliotecas que este programa possui. Entre estes dados vetoriais, o formato mais comumente utilizado é o shapefile (*.shp).

Vamos realizar a importação de dados vetoriais nas feições de ponto, polígono e área. Primeiramente faça o download do arquivo com os vetores clicando aqui. Depois de concluído o download, descompacte o arquivo em uma pasta de sua preferência. Para iniciar a importação dos dados, deve-se criar primeiramente uma LOCATION com o mesmo sistema de coordenadas e projeção do dado a ser importado. Caso tenha dúvidas de como criar uma location, acesse o tutorial sobre o assunto clicando aqui.

Crie uma location com o nome “solo_hidrografia” com a projeção UTM, Fuso 23 Sul e Datum SAD-69, Quando o assistente de criação de location perguntar se deseja definir a região e resolução, pode responder Não . Se desejar utilizar outros arquivos shape, você deve apenas inserir as informações do sistema de coordenadas referentes a estes.

Neste exemplo vamos utilizar o mapset PERMANENT, mas caso deseje, pode criar outro mapset. Agora vamos apenas selecionar o mapset e iniciar o GRASS no botão Start GRASS.

Na janela do Gestor de Camadas (gism), acione o menu Arquivo> Importar dados vetoriais> Formatos de Importação comuns. Ou no console de comando localizado na janela do Gestor de Camadas, digite o comando: v.in.ogr

Na janela aberta, o arquivo shape deve ser selecionado na caixa file, o formato pode ser selecionado na caixa Format. Nos arquivos deste exemplo, as informações de projeção estão ausentes, portanto deve-se marcar a caixa de opção Override dataset projection, então a camada a ser criada possuirá a projeção da location. Finalmente deve-se clicar em Importar. Caso ocorra algum erro na importação referente a projeção, verifique se o sistema de coordenada do shape corresponde ao da location, caso positivo, tente ativando a caixa de opção Override dataset projection. Repita o procedimento para os shapes hidro, solos, uf e capital. As feições destes shapes são de linha, área e ponto.

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Ao final desta etapa, teremos um resultado semelhante ao da figura abaixo:

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As camadas visíveis (circuladas na figura acima) podem ser alteradas simplesmente ativando ou desativando as caixas de opção na guia Camadas do mapa, a ordem de sobreposição pode ser feita clicando e arrastando as camadas para cima ou para baixo.

ATÉ O PRÓXIMO POST!

terça-feira, 6 de dezembro de 2011

Entendendo o GRASS-GIS e iniciando um projeto

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O GRASS (Geographic Resources Analysis Support System), é um dos mais poderosos SIGs (Sistema de Informação Geográfica) opensource.

Para realizar o download do GRASS, acesse http://grass.fbk.eu/. Os tutoriais publicados neste blog, são referentes a versão 6.5 para o sistema operacional Windows. Portanto, pode haver algumas diferenças, entre o que é mostrado ao longo dos posts em versões para Linux ou versões mais antigas ou novas deste software, mas nada que um pouco de persistência possa superar.

O GRASS é composto por vários módulos para processamento de imagens de sensores remotos , georreferenciamento e processamento dados em formato vetorial ou raster. Todas estas características tornam este software uma ferramenta eficaz na aplicação de diversas técnicas e métodos de geoprocessamento.

Os dados no GRASS são armazenados em um diretório de dados chamado de banco de dados ou simplesmente de GISDBASE, este diretório pode ser selecionado ou alterado no item 1 circulado na Figura 1. Dentro deste banco de dados os projetos são organizados em subdiretórios chamados de LOCATION (Figura  1: item 2) . O sistema de coordenadas, projeção do mapa e os limites geográficos do projeto, são definidos na LOCATION.
Na LOCATION podem ser criados diversos  MAPSETS (Figura 1: item 3), que são os planos de informações, onde o projeto pode ser dividido por tema, como no exemplo da figura abaixo. Cada LOCATION, possui um MAPSET chamado de PERMANENT (Figura 1: item 4) que é gerado automaticamente na criação de uma LOCATION. Todos os MAPSETs compartilham o mesmo sistema de coordenadas da LOCATION  onde estão contidos.

imageFigura 1 – Estrutura dos Dados do GRASS

Criando um diretório GISDBASE, LOCATION e MAPSET

Faça o download do GRASS no site http://grass.fbk.eu/ e instale. No menu de programas, procure pelo grupo GRASS 6.x.SVN e abra o atalho GRASS 6.x.SVN.

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Figura 2

Com a tela de boas vindas do GRASS, o primeiro passo é criar o diretório para armazenar os dados, o GISDBASE (Figura 3). O primeiro passo é selecionar a opção browse (1), depois deve-se selecionar o local onde onde o diretório deverá ser criado (2), no exemplo foi selecionado a unidade D: e posteriormente foi criada uma nova pasta no item (3) que foi nomeada de gisdbase.


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Figura 3

Com o diretório principal criado, será inserida uma LOCATION. Este é um passo crítico na criação de um projeto, pois neste passo deverá ser informado corretamente o sistema de coordenada e projeção, caso estes sistemas sejam informados incorretamente, por exemplo, o uso de um fuso incorreto na projeção de um mapa ou sistema de coordenada “incompatível” com os dados fontes, poderá acarretar uma série de erros cartográficos ao produto final. Neste exemplo, será criado um projeto com DATUM WGS84,  projeção UTM fuso 23 Sul. A tarefa de criação de locations é facilitada pela ferramenta location wizard, que pode ser acionada na tela de boas vindas.

Na ferramenta location wizard (figura 4), será mostrada três caixas de texto enumeradas abaixo:

  1. Diretório de Dados de SIG: É o diretório principal gisdbase criado na primeira etapa;
  2. Localização de Projeto: É o nome da location, e será criando dentro do gisdbase um subdiretório com o mesmo nome;
  3. Location Title: É um título descritivo da location, este item de de preenchimento opcional;

Preencha estas caixas de texto como na figura 4, ou pode mudar os textos das duas últimas caixas por outros títulos.

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Figura 4

Na próxima etapa deverá ser informado o método para inserção de projeção e datum. Existem 6 métodos disponíveis, mas os mais usuais são os 3 primeiros que estão marcados e enumerados na figura 5 e explicados abaixo:

  1. Selecionar os sistema de coordenadas e a projeção em listas que serão disponibilizadas ao longo do assistente;
  2. Selecionar os sistema de coordenadas e a projeção por meio do código EPSG;
  3. Selecionar os sistema de coordenadas e a projeção de uma forma interessante: lendo um arquivo georreferenciado, por exemplo, um arquivo shape.

O método selecionado será o 1 e depois clicar em Próximo >

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Figura 5

Nesta etapa deverá ser informada a projeção. No exemplo foi selecionado na lista a projeção UTM (figura  6). Selecione-a e depois avance.

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Figura 6

Agora dever ser informados os parâmetros da projeção como fuso e o hemisfério. (para mais informações consulte material sobre cartografia básica e Sistemas de Informações Geográficas). No exemplo em questão, o município de Paragominas está localizado no fuso 23 e hemisfério Sul. Observe que na figura 7, item 1 (projection zone) foi informado o valor 23 que é o fuso e no item 2 (Southern Hemisphere) foi selecionado a opção Yes, pois caso seja deixado a opção default No, o GRASS assumirá que o hemisfério é Norte.

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Figura 7

Com o sistema de projeção selecionado, o próximo passo é informar o Datum. Nesta etapa é disponibilizada uma lista com diversos Data (figura 8). No exemplo foi selecionado o wgs84. 

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Figura 8

Na próxima etapa será fornecido um resumo do que foi modificado, então deve-se finalizar em Concluir. Após concluir, surgirá uma caixa de dialogo (figura 9) perguntando se deseja configurar os limites geográficos da região e a resolução espacial do projeto, devemos afirmar que desejamos configurar estes itens.

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Figura 9

Nesta etapa deverá ser informados os limites geográficos Norte, Sul, Leste e Oeste em graus decimais. Também podemos definir a resolução espacial do projeto (N-S e E-W) em metros. Para este exemplo transcreva os valores da figura 10 e clique em Definir Região. As definições da região podem ser facilmente alteradas durante a execução de qualquer etapa do projeto.

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Figura 10

Agora que já existe uma LOCATION podemos criar diversos MAPSETS. Selecione a location “teste” e clique no botão create mapset circulado na figura 11. Estão será fornecida uma caixa de texto para inserir o nome do plano de informação. No exemplo criamos um plano de informação hidrografia.

Agora vamos selecionar o mapset que queremos trabalhar (no exemplo o mapset hidrografia) e podemos agora iniciar o GRASS no botão Start GRASS.

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Figura 11

Quando iniciamos o GRASS são abertas 3 janelas (figura 12): O GIS Manager (1), Map Display (2) e uma janela onde os módulos do GRASS são executadas em background em MS-DOS (3).

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Figura 12

Agora já estamos prontos para importar dados e começar a executar uma infinidade de módulos de geoprocessamento.

ATÉ O PRÓXIMO POST

SÂMIO COSTA DE SOUSA