17 de maio de 2012

Digitalização e Registro de Carta Topográfica no SPRING



SPRING é um sistema de Geoprocessamento, que podemos defini-lo como um conjunto de ferramentas voltadas à coleta e tratamento de informações espaciais, além da geração de saídas na forma de mapas convencionais, relatórios, arquivos digitais, e outros, devendo prover recursos para armazenamento, gerenciamento, manipulação e análise de dados.

Os sistemas com estas características são também conhecidos como Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Entretanto o Geoprocessamento é um conceito mais abrangente e representa qualquer tipo de processamento de dados georreferenciados, enquanto um SIG processa dados gráficos e não gráficos (alfanuméricos) com ênfase às análises espaciais e modelagens de superfícies.

Um sistema de Geoprocessamento como é o SPRING, além de ser um SIG, inclui também as ferramentas de um sistema de processamento de imagens de sensores remotos. As principais definições de SIG são:


 “Um conjunto manual ou computacional de procedimentos utilizados para armazenar e manipular dados georreferenciados” (Aronoff, 1989).

“Conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados sobre o mundo real” (Burrough, 1986).

“Um sistema de suporte à decisão que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas” (Cowen, 1988).

“Um banco de dados indexados espacialmente, sobre o qual opera um conjunto de procedimentos para responder a consultas sobre entidades espaciais” (Smith et al., 1987)

SPRING é um SIG que inclui ferramentas de um sistema de Processamento Digital de Imagens (PDI) de sensores remotos.

O SIG é o sistema computacional que materializa os conceitos do geoprocessamento.

O Geoprocessamento é o conjunto de técnicas e de conceitos sobre representação computacional do espaço geográfico.

O SPRING tem um conjunto de ferramentas usadas para coleta e tratamento de informações espaciais, geração de saídas na forma de mapas, relatórios, arquivos digitais, etc e Recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e análise.

Hoje apresento um tutorial para quem está dando os primeiros passo no SPRING!
 

14 de maio de 2012

Onde obter dados de MNT – Modelos Numéricos de Terreno?


Este postagem tem como objetivo orientar os usuários na aquisição de imagens SRTM para Modelos Númerico de Terreno (MNT’s) ou Modelo Digital de Terreno (MDT’s). Tais nomenclaturas obedecem à idéia de que esse tipo de modelagem procura representar digitalmente o comportamento da superfície do planeta.

Atualmente, porém, essa visão tornou-se um pouco mais abrangente, podendo esse modelo ser considerado como representação digital da variação contínua de qualquer fenômeno geográfico que ocorre na superfície ou mesmo na atmosfera terrestre. Para isso, entretanto, são necessários a aquisição e o processamento de uma grande quantidade de dados, o que poderá gerar algum transtorno.

Em termos gerais, pode-se afirma que os Modelos Numéricos do Terreno podem ser representados matematicamente por meio de pontos e linhas (no plano) ou grades de pontos e polígonos (para superfícies tridimensionais). Esses modelos proporcionam, portanto, a possibilidade de construção de uma superfície tridimensional a partir de atributos de dados dispostos no sistema.

Os Modelos Numéricos do Terreno (MNT) são utilizados para trabalhos com bacias hidrográficas, cálculos de declividades, estabelecimento de perfis topográficos, elaboração de mapas de orientações de vertentes, confecções de zoneamentos climáticos e outras soluções que utilizam dados pontuais.


Imagem 01 - Belém STRM - SA-22-X-D.



Principais Aplicações:

• Armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas topográficos.
• Análise de visibilidade a partir de pontos predefinidos.
• Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens.
• Definição automática de drenagens e bacias.
• Elaboração de mapas de declividade e exposição para apoio a
• Análise de geomorfologia e erodibilidade.
• Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas.
• Orto-retificação de imagens de sensoriamento remoto.
• Apresentação tridimensional (em combinação com outras variáveis).

Assim nesta postagem indicaremos como obter dados de MNT – Modelos Numéricos de Terreno da página da EMBRAPA (Brasil em Relevo): http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm

Todavia, ainda existem outras páginas que disponibilizam este tipo de dados são:
1 - SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission)
http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/
2 - USGS
http://eros.usgs.gov/products/elevation/
3 – Topodata (INPE)
http://www.dsr.inpe.br/topodata/

Os produtos gerados na iniciativa EMBRAPA oferece livre acesso a variáveis geomorfométricas locais derivadas de dados SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) para todo o território nacional. A utilização do dados numéricos originais (Modelos Numéricos de Elevação) exige o emprego de softwares de geoprocessamento. Os dados adquirido terão os seguintes formatos.

• plot.log
• sa-22-x-d.aux
• sa-22-x-d.rrd
• SA-22-X-D.tif
• tifdata.txt
Imagem 02 - Formatos dos arquivos baixados na página do EMBRAPA.
Fonte: http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br.


As imagem SRTM na EMBRAPA são de:

• Formato: GEOTIFF (16 bits)
• Resolução espacial: 90 metros
• Unidade de altitude: metros
• Sistema de Coordenadas Geográfica
• Datum: WGS-84



Baixe o tutorial que orienta a aquisição de dados SRTM na página da EMBRAPA. http://www.4shared.com/office/t7Uh-jqk/Baixar_SRTM.html


Referência Obrigatória
Referência obrigatória quando da utilização deste material:
MIRANDA, E. E. de; (Coord.). Brasil em Relevo. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satélite, 2005. Disponível em: . Acesso em: 14 maio 2012.

12 de maio de 2012

Como obter imagens de satélite – LANDSAT ?



O uso de imagens multiespectrais registradas por satélites tais como, Landsat, SPOT ou similares, têm-se mostrado como uma valiosa técnica para a extração dos dados destinados às várias aplicações de pesquisa de recursos naturais.

A obtenção das informações espectrais registradas pelos sistemas nas diferentes partes do espectro eletromagnético, visando a identificação e discriminação dos alvos de interesse, depende principalmente da qualidade da representação dos dados contidos nas imagens.

O sistema LANDSAT compõe-se até o momento de 5 satélites, que foram desenvolvidos pela NASA (National Aeronautics and Space Administration, recebendo

inicialmente o nome de Earth Resouces Technology Satellite-1 (ERST-1), que passou a ser chamado de LANDSAT em janeiro de 1975.

O Landsat 1 e 2 carregaram a bordo dois sistemas sensores com a mesma resolução espacial, mas com diferentes concepções de imageamento: o sistema RBV, com imageamento instantâneo de toda a cena e o sistema MSS, com imageamento do terreno por varredura de linhas (line-scanner).

Ambos os sistemas propunham-se à aquisição de dados multespectrais, mas o desempenho do sistema MSS, em termos de fidelidade radiométrica, fez com que o 3º satélite da série tivesse seu sistema RBV modificado, de modo a prover dados com melhor resolução espacial em uma única faixa do espectro. Por outro lado, foi acrescentada uma faixa espectral ao sistema MSS, para operar na região do infravermelho termal.

A partir do Landsat 4 e 5, ao invés do sensor RBV, a carga útil do satélite passou a contar com o sensor TM (Thematic Mapper), operando em 7 faixas espectrais. Esse sensor conceitualmente é semelhante ao MSS pois é um sistema de varredura de linhas (linescanner). Incorpora, entretanto, uma série de aperfeiçoamentos, quer nos seus componentes ópticos, quer nos seus componentes eletrônicos.

TM (Thematic Mapper): é um sistema avançado de varredura multiespectral concebido para proporcionar: resolução espacial mais fina, melhor discriminação espectral entre bjetos da superfície terrestre, maior fidelidade geométrica e melhor precisão radiométrica em relação ao sensor MSS.

A energia proveniente da cena atinge o espelho de varredura que oscila perpendicularmente à direção de deslocamento do satélite em sentido leste-oeste e oeste-leste. O sinal atravessa um telescópio e um conjunto de espelhos, cuja função principal é corrigir o sinal coletado pelo espelho de varredura. Dessa maneira, o sinal detectado em cada matriz de detectores de cada canal é transferido para um amplificador e convertido em sinal digital através de um sistema A/D (analógico/digital). A saída de dados é, então transmitida via telemetria.

Normalmente, recomendamos as seguintes combinações para imagens coloridas:

Bandas 1, 2 e 3: imagens em "cor natural", com boa penetração na água, realçando as correntes, a turbidez e os sedimentos. A vegetação aparece em tonalidades esverdeadas.

Bandas 2, 3 e 4: define melhor os limites entre o solo e a água, ainda mantendo algum detalhe em águas pouco profundas, e mostrando as diferenças na vegetação que aparece em tonalidades de vermelho.

Bandas 3, 4 e 5: mostra mais claramente os limites entre o solo e a água, com a vegetação mais discriminada, aparecendo em tonalidades de verde e rosa.

Bandas 2, 4 e 7: mostra a vegetação em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na vegetação como no solo.

Cada pixel da imagem tem uma resolução espacial de 30 metros (isto é, representa um quadrado no solo de 30 metros de lado), com exceção da banda 6, que tem uma resolução espacial de 120 metros.

As Imagens LANDSAT da NASA, podem ser usadas como referência para corrigir outras imagens ou para construção dos mosaicos livres de custo.


Figura 1: Imagem colorida de Belém, obtida a partir das imagens Landsat TM-5, 2001, das bandas 3, 4 e 5, com as cores azul, vermelha e verde, respectivamente.
 
Como obter imagens de satélite – LANDSAT?

São 7 passos para você começar a obter imagens deste satélites. Indicaremos o endereço: http://glcf.umiacs.umd.edu/data, pois, são imagens excelentes e que podem ser utilizadas para corrigir (registrar ou georeferenciar) outras imagens, como por exemplo as imagens obtidas através do site do INPE, que são imagens de nível 2 de correção quanto que as do glcf de de nível 3 de correção geométrica.


Clique e baixe o tutorial!

Baixe também Aplicações de imagem de satélite landsat 7!

Referências

8 de maio de 2012

O que é GPS ?


O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação baseado em satélite, composto de uma rede de 32 satélites colocada em órbita pelo Departamento Norte-Americano de Defesa. O GPS foi originalmente planejado para aplicações militares mas, nos anos oitenta, o governo fez o sistema disponível para uso civil.O GPS trabalha em qualquer condição de tempo, em qualquer lugar no mundo, 24 horas por dia, e não é cobrada nenhuma taxa para usá-lo.


Como funciona o GPS.

Satélites de GPS circundam a terra duas vezes por dia, em uma órbita muito precisa, transmitindo informações precisas para a Terra. Receptores de GPS captam informação e, por triangulação de uso, calculam o local exato do usuário.

Essencialmente, o receptor de GPS compara o tempo em que um sinal foi transmitido por um satélite, com o tempo que foi recebido. A diferença de tempo é transmitida para o receptor de GPS, o quão longe o satélite está. Com medidas de distância de mais alguns satélites, o receptor pode determinar a posição do usuário e pode exibir isto no mapa eletrônico da unidade.

Um receptor de GPS deve receber um sinal de pelo menos três satélites, para calcular uma posição 2D (latitude e longitude) e movimento de rastro. Com quatro ou mais satélites visíveis, o receptor pode determinar a posição 3D do usuário (latitude, longitude e altitude). Com a posição determinada, o usuário pode calcular outras informações, como: velocidade, proa, rastro, distância de viagem, distância ao destino, tempo de viagem, nascer e pôr-do-sol e muito mais.

Satélites de GPS transmitem dois sinais de rádio de baixa freqüência denominados L1 e L2. GPS de uso civil usa a freqüência L1 de 1575.42 MHz na faixa de UHF.

Os sinais viajam por linha de visada; o que significa que eles atravessam nuvens, vidros e plástico mas não passarão pela maioria dos objetos sólidos como edifícios e montanhas.


Um sinal de GPS contém três diferentes dados de informação - um código de pseudorandom, dados de ephemeris e dados de almanaque.

O código de pseudorandom é simplesmente um código de RG que identifica qual satélite está transmitindo informação. Você pode ver este número em seu GPS, na página de satélite que identifica quais satélites está recebendo.

Dados de ephemeris que constantemente são transmitidos por cada satélite, contém informações importantes sobre o estado do satélite (forte ou fraco), data atual e tempo. Este dado do sinal é essencial para determinar uma posição.

Os dados de almanaque transmitem para o receptor de GPS, onde cada satélite de GPS deve estar, a qualquer hora ao longo do dia. Cada satélite transmite dados de almanaque, que mostram a informação orbital, para aquele satélite e para todos os outros satélites no sistema.

Um sinal de GPS contém três diferentes dados de informação - um código de pseudorandom, dados de ephemeris e dados de almanaque



Aplicações do GPS.

 O GPS tem aplicação na aviação geral e comercial e na navegação marítima, qualquer pessoa que queira saber a sua posição, encontrar o seu caminho para determinado local (ou de volta ao ponto de partida), conhecer a velocidade e direção do seu deslocamento pode-se beneficiar com o sistema.

Atualmente o sistema está sendo muito difundido em automóveis com sistema de navegação de mapas, que possibilita uma visão geral da área que você está percorrendo.

Existem unidades específicas de GPS que podem determinar a precisão um ponto co raio de 1 metro e outros receptores mais caros com precisão de 1 centímetro, contudo a determinação dos pontos por estes receptores é mais lenta.

Tipos de receptores de GPS.

No posicionamento relativo o GPS utiliza pelo menos duas estações de trabalho sendo uma delas situada sobre um ponto de referência conhecida.


Assim, pode-se classificar os GPS em quatro categorias pricipais, em função de sua precisão, de acordo com as características apresentada pelo fabricante.

Classificação de receptores GPS.


No caso da categoria de maior uso, a de navegação, embora possua menor precisão de posicionamento, tem inúmeras vantagens como o baixo preço de aquisição e inúmeras aplicações, onde vê-se uma infinidade de modelos, tanto aqueles que integram diversos equipamentos como computadores de mão, celulares, relógios, etc.,como aqueles dedicados exclusivamente ao posicionamento GPS, onde também encontramos aplicações para uso do dado de posicionamento em outros equipamentos como notebooks, rastreadores de veículos, etc.


Fonte de erro de GPS.

Fatores que podem degradar os sinais de GPS e assim afetar a sua precisão:

Atraso na Ionosfera e Troposfera: o sinal de satélite reduz a velocidade quando atravessa a atmosfera. O GPS usa um padrão de sistema embutido, que calcula parcialmente o tempo comum de demora, para corrigir este tipo de erro.

Sinal Multipath: isto ocorre quando o sinal de GPS é refletido em objetos; como edifícios altos ou superfícies com pedras grandes, antes de localizar o receptor. Isto aumenta o tempo de viagem do sinal, causando erros.

Erros no receptor de relógio: o relógio embutido de um receptor não é tão preciso quanto o relógio atômico dos satélites de GPS. Então, podem haver erros de cronometragem muito leves. Erros orbitais: também conhecido como erros de ephemeris, são inexatidões do local informado do satélite.

Número de satélites visíveis: quanto maior o número de satélites que um receptor de GPS puder captar, tanto melhor será a precisão. Edifícios, terrenos, interferência eletrônica, ou às vezes até mesmo folhagem densa, podem bloquear notoriamente a recepção causando erros de posição ou possivelmente nenhuma leitura de posição. Tipicamente, unidades de GPS não funcionarão em lugar fechado, subaquático ou subterrâneo.

Sombreamento Geométrico de Satélite: isto ocorre em posição relativa dos satélites, a qualquer momento. A Geometria ideal do satélite some, quando os satélites ficarem situados a grandes ângulos, relativos de um para o outro. Geometria pobre resulta, quando os satélites ficarem situados em uma mesma linha ou em um agrupamento apertado. Degradação intencional do sinal de satélite: Disponibilidade Seletiva (SA) é a degradação intencional do sinal imposta pelo Departamento de Defesa Norte-Americano. Era pretendido que o SA impedisse os adversários militares de usar os sinais altamente precisos de GPS. O governo americano retirou o SA em maio de 2000, o que melhorou significativamente, a precisão dos receptores de GPS civil.

Qual é a precisão de um GPS.

Os receptores de GPS de hoje são extremamente precisos, graças ao design de multi-canais paralelos. O receptor de 12 canais paralelos é rápido para localizar os satélites. Após a aquisição dos satélites, os sinais podem permanecer até mesmo em mata densa ou locais urbanos, com edifícios altos.

Certos fatores atmosféricos e outras fontes de erro podem afetar a precisão de receptores de GPS. Os receptores de GPS são precisos numa faixa de 15 metros em média.

Os receptores de GPS mais modernos vêm equipados com WAAS (Sistema de Aumento de Ampliação de Área), que tem a capacidade de melhorar a precisão, a menos de três metros em média. Não é exigido nenhum equipamento adicional ou pagamento de taxas para utilização do WAAS. Os usuários também podem melhorar a precisão com o GPS Diferencial (DGPS), que corrige os sinais de GPS para uma média de três a cinco metros.

Principais funções de teclado GPS Etrex H.
 
Principais  páginas  de  GPS  Etrex H


Principais Características do Etrex Gold.

• portátil, robusto, a ser operado com uma mão (botões estão localizados ergonomicamente em cada lado da unidade)

• Grande display de fácil leitura com iluminação de fundo (64x128 pixels) • Interface do usuário multilíngüe em croata, checo, dinamarquês, holandês, Inglês, finlandês, francês, alemão, grego, húngaro, italiano, norueguês, polaco, Português, espanhol, sueco e turco • Integrado de 12 canais receptor GPS

• Alimentado por baterias (2x AA, por último, cerca de 17 h) ou por uma fonte externa de alimentação de 12 V, por exemplo, a partir de um carro mais leve do cigarro (cabo de alimentação disponível como opção) • Suporta mais de 100 datum diferentes (sistemas de coordenadas) • Temperaturas de operação -15 .. 70 ° C (5 ° .. 158 ° F) • Interface serial RS-232 (cabo de conexão disponível como opção) •Dimensões: 113x53x31 mm (4.4x2.1x1.2 polegadas) •Peso: 100 g (3,5 oz, sem pilhas)

• Resistente à água até aprox. 3 pés (um metro) para cerca de 30 minutos.

Procedimento para navegação



1º-Ligar o aparelho em área onde ofereça condições de recepção dos sinais e aguardar que o aparelho receba os sinais dos satélites;

2º-Fazer configurações:
-País e região (Ex:Brasil-C);
-Fuso(Ex:Brasília-3horas);
-Linguagem(Ex:Português);
-Formato de posição(Ex:UTM/UPS);
-Datum (Ex:SAD-69).

3º-Plotar o ponto onde o aparelho se encontra usando a tecla MARK;
4º-Plotar outros pontos onde deseja chegar usando a janela WAYPOINT;
5º-Teclar GO-TO,marcar o ponto onde deseja chegar e teclar enter;
6º-Caminhe em uma direção qualquer para que a bússola funcione;
7º-Caminhe no sentido que agulha da bússola indicar fazendo coincidir os ângulos do TRACK com o BRARING;
8º-Quando estiver próximo de chegar ao ponto o GPS avisará com uma mensagem.

Representações Cartográficas

Globo - representação esférica, em escala pequena, dos apectos naturais e artificiais de uma figura planetária, com finalidade ilustrativa.

Mapa - representação plana, em escala pequena, delimitada por acidentes naturais ou políticos-administrativos, destinada a fins temáticos e culturais.

Cartas - representação plana, em escala média ou grande, com desdobramento em folhas articuladas sistematicamente, com limites de folhas constituídos por linhas convencionais, destinada a avaliação de distância e posições detalahadas.

Planta - tipo particular de carta, com área muito limitada e escala grande, com número de detalhes consequentemente maior.

Mosaiso - conjunto de fotos de determinada área, montadas técnica e artisticamente, como se o todo formasse uma só fotografia. Classifica-se como controlado, obtido apartir de fotografia aéreas submetidas a processos em que a imagem resultante corresponde à imagem tonada na foto, não controlado, preparado com o ajuste de detalhes de fotografia adjacentes, sem controle de termo ou correção de fotografia, sem preocupação com a precisão, ou ainda semicontrolado, montado combinando-se as duas características descritas.

Fotocarta - Mosaico controlado, com tratamento cartográfico.

Ortofotocarta - fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é um perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano.

Ortofotomapa - conjunto de várias ortofotocartas adjacentes de uma determinada região.

Fotoíndice - montagem por superposição das fotografias, geralmente em escala reduzida. É a primeira imagem cartográfica da região. É o insumo necessário para controle de qualidade de aerolevantamentos utilizados na produção de cartas de métedo fotogramétrico.

Carta Imagem - imagem referênciada a apartir de pontos identificáveis com coordenadas conhecidas, superposta por reticulado da projeção

Revista Geografia, Conhecimento Prático, n 23, p 54. ed. Escala