UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
IA – Departamento de Solos
CPGA-CIÊNCIA DO SOLO
IA 1328 - AGRICULTURA DE PRECISÃO
GERAÇÃO DE MAPAS NO PROGRAMA ARCVIEW
Carlos Alberto Alves Varella1 André Luis de Oliveira Villela2
DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE UNIDADES 3
GERAÇÃO DO ARQUIVO DE POLÍGONOS 4
Geração de regiões de geoprocessamento 6
Definição da máscara de geoprocessamento 7
ADIÇÃO DO ARQUIVO DE ATRIBUTOS DO MAPA 7
Dados interpolados em outro software 8
SELEÇÃO DA REGIÃO DE INTERESSE 10
INTERPOLAÇÃO DE DADOS NO PROGRAMA COMPUTACIONAL ARCGIS 9.2 11
ADIÇÃO DE DADOS NO PROGRAMA ARCGIS 9.2 11
Configuração das unidades e escala de referência do mapa 11
Este tutorial tem como objetivo orientar usuários de sistemas de informações geográficas na geração de mapas a partir de dados armazenados em planilhas Excel e geoprocessamento desses dados no software Arcview 3.2a. Inicialmente, é recomendável criar uma pasta de trabalho na unidade C, onde iremos guardar todas as informações sobre a área em estudo. Para facilitar é bom iniciar o nome da pasta com o numero 1 ou a letra a, para que seja mais simples a configuração do diretório de trabalho. Neste tutorial, criamos a pasta ‘arcview’. Nesta pasta vamos colar todos os arquivos que serão utilizados neste tutorial.
Sempre que se inicia um novo projeto no programa computacional Arcview, torna-se necessário definir o sistema de unidades que serão utilizadas. Isso é feito em: View\Properties onde podemos definir as unidades e nomear a view. Neste tutorial definida em metros, tanto para unidades do mapa como para distâncias: meters, conforme Figura 1.
Figura 1. Definição das unidades de trabalho da vista.
Feita a escolha pelas unidades métricas, vamos ativar as extensões do Arcview em: File\extensions. Para a execução deste tipo de trabalho devemos selecionar as extensões 3D Analyst, Cad Reader e Spatial Analyst, e depois clicar em Make Default para habilitar como padrão toda vez que o programa for iniciado, conforme ilustra a Figura 2.
Figura 2. Ativação de extensões do Arcview.
O diretório de trabalho é configurado em File\Set Working Diretory, onde vamos digitar o caminho da pasta de trabalho, neste exemplo o caminho é: D:\arcview, conforme ilustrado na Figura 3.
Figura 3. Configuração do diretório de trabalho.
O arquivo de polígonos pode ser gerado no programa computacional AutoCAD®. A seguir apresentamos um exemplo de como gerar esse arquivo utilizando a versão 2007 da Autodesk (http://www.autodesk.com.br).
a) No programa Autocad criar uma camada para cada classe de polígono clicando no ícone ‘Layer Propreties Manager’. Alocar polígonos de diferentes atributos em diferentes camadas de um mesmo arquivo dwg e depois salvar esse arquivo em formato dxf.
b) No programa Arcview adicionar o arquivo Áreas.dxf em uma vista clicando em Add Theme (botão com um sinal de + ao lado do botão salvar). Navegar até o diretório de trabalho e selecionar o arquivo “Áreas.dxf”, conforme ilustrado na Figura 4.
Figura 4. Adição do arquivo de polígonos das áreas na vista do Arcview.
A máscara é um arquivo raster ou matricial que será utilizado para definir regiões de geoprocessamento. Neste tutorial vamos definir três máscaras: glebas, pastagem e total, que representam as áreas de glebas, pastagens e total da área estudada.
1) Converter o tema áreas.dxf para áreas.shp usando o comando Theme/Convert to Shapefile. A Figura 5 ilustra a visualização do arquivo shape ‘áreas.shp’ na vista do arcview.
Figura 5. Visualização do arquivo shape ‘áreas.shp’ na vista do arcview.
2) Converter o arquivo shape ‘áreas.shp’ para grid e configurar a resolução espacial para 2m, usando o comando Theme/Convert to Grid. A Figura 6 ilustra a visualização do arquivo raster ‘áreas_grid’ na vista do arcview.
Figura 6. Visualização do arquivo raster ‘áreas_grid’ na vista do arcview.
Essas regiões também denominadas de máscaras podem ser geradas através do comando Analysis/Map Query (Figura 7). No exemplo da Figura 7 selecionamos o valor ‘3’ na janela ‘Map Query 1’ correspondente ao valor das células da área que queremos definir como máscara de análise, neste exemplo ‘pastagem’.
Figura 7. Seleção da área de pastagem ( valor 3 ) na janela ‘Map Query 1’.
Esse procedimento deve ser repetido para a área de glebas e área total. Desta maneira são definidas as três máscaras para futuras análises: glebas_máscara, pastagem_máscara e fazen_máscara, correspondentes às áreas de glebas, pastagem e total da Fazendinha, respectivamente. A Figura 8 ilustra a visualização do arquivo raster ‘pastagem_máscara’ correspondente à área de pastagem.
Figura 8. Visualização do arquivo raster ‘pastagem_ máscara’ correspondente à área de pastagem.
A máscara de geoprocessamento é definida e configurada na janela ‘Analysis Properties:View1’, conforme ilustrado na Figura 9 . O acesso a essa janela é através do comando Analysis\Properties.
Figura 9. Configuração da máscara ou região de geoprocessamento.
O arquivo de atributos é constituído de pontos georreferenciados, onde o atributo é associado a sua localização. O atributo pode ser inteiro ou de pontos flutuantes. O arquivo inteiro só aceita valores inteiros de atributos associados aos pixels da matriz. O arquivo de pontos flutuantes é também conhecido como ‘double’ e aceita a associação de valores fracionados aos pixels da matriz. É normalmente obtido por meio de amostragens de pontos em malha não regular no campo. Esses valores podem ser dados brutos obtidos no campo ou dados interpolados. Em nosso exemplo o arquivo de atributos é constituído de valores inteiros onde cada valor representa uma determinada classe de solo.
Vamos agora iniciar as operações e preparação dos dados para mapeamento. Os dados podem ser tabulados no programa Excel em formato de arquivo dbf. Esses arquivos podem ser inseridos no arcview como tabelas através do comando Add/Table: ativar a janela do projeto, ativar o botão tables e clicar em seguida no botão Add. Na janela Add Table, selecionar o arquivo de atributos ‘classes30.dbf’, conforme ilustrado na Figura 10.
Figura 10. Seleção do arquivo de atributos na janela ‘Add Table’.
Através do comando ‘View/Add Event Theme’ selecionar a tabela classes30.dbf. Essa tabela contém dados georreferenciados de três classes de solo. O tema irá aparecer na vista do programa arcview como uma nuvem de pontos (Figura 11).
Figura 11. Visualização do tema adicionado à vista do arcview.
Esse tema deve ser em seguida editado na janela ‘Legend Editor’ conforme ilustrado na Figura 12. A coluna Z desse arquivo contém as classes de solo, neste caso vamos digitar em os nomes ‘Label’ para restritivo, bom, ótimo.
Figura 12. Edição do tema do mapa na janela ‘Legend Editor’.
Figura 13. Visualização do tema ‘Classes.dbf’ após edição no arcview.
A seleção da região de interesse é gerada com o comando ‘Analysis/Map Calculator’. Neste procedimento multiplicamos o arquivo ‘Classes_grid’ pela máscara da região de interesse. No exemplo a seguir estamos interessados em visualizar as classes de solo da área de pastagem da Fazendinha. Para isso multiplicamos ‘Classes_grid’ por ‘pastagem_máscara’ no comando Map Calculator, e visualizamos as classes de solo conforme ilustrado na Figura 14.
Figura 14. Visualização das classes de solo na área de pastagem.
O aplicativo utilizado para adição de dados é o ArcMap. Clicar em Layers com o botão direito do mouse e selecionar a opção Properties. A janela Data Frame Properties apresenta diversas opções de configurações. Contudo, as opções General e Coordinate System devem ser configuradas antes da adição de dados. A Figura 15 ilustra a janela Data Frame Properties do aplicativo ArcMap do programa computacional ArcGis 9.2.
Essas configurações são feitas na janela Data Frame Properties com a opção General. Neste exemplo o nome da camada (Name=Teor de Brix), as unidades para o mapa e visualizações (Units=Meters) e a escala de referência (Reference Scale=1:1).
Figura 15. Janela Data Frame Properties do aplicativo ArcMap do programa computacional ArcGis 9.2.
Essa configuração é feita na janela Data Frame Properties com a opção Coordinate System. O sistema de coordenadas é configurado de acordo com a região de procedência dos dados. Neste exemplo os dados são provenientes de uma usina localizada no Espírito Santo, devido a isso, selecionou-se a seguinte configuração: sistema UTM (Transverse Mercator) WGS 1984 e zona 23S (Figura 16).
Figura 16. Configuração do sistema de coordenadas do mapa na Janela Data Frame Properties.
Neste exemplo os dados brutos, isto é, os valores do atributo com suas respectivas coordenadas UTM foram armazenados em arquivo de formato DBF. Esse arquivo foi construído no programa Excel e depois salvo como DBF 4 (dBASE IV)
As observações são divididas em duas amostras: uma de treinamento e outra de teste. A amostra de treinamento é usada para ajustar o modelo de semivariograma que será usado na interpolação dos dados por krigagem. A amostra de teste é usada para se fazer comparações entre valores preditos pelo modelo e valores observados que não participaram do ajuste do modelo. No programa computacional Arcgis 9.2, este tipo de análise é feita com uso da extensão Geostatistical Analyst. A extensão Geostatistical Analyst apresenta três opções: Explore Data, Geostatistical Wizard e Create Subsets. Após ativar a extensão, clicar em Create Subsets e aparecerá a janela Create Subsets (Figura 15). Nessa janela devem-se informar a camada que contem as observações (Input Layer), a partição das observações (Percent/Samples) e o local para salvar os arquivos (Output geodatabase). O programa apresenta opções para diversas opções de partição das observações em amostras de treinamento e teste. Neste exemplo as observações foram divididas em 75% e 25% para treinamento e teste respectivamente. Após realizar todas as configurações na janela Create Subsets clicar no botão concluir.
Figura 15. Janela Create Subsets da extensão Geostatistical Analyst.
A interpolação dos dados é feita selecionando-se a opção Geostatistical Wizard da extensão Geostatistical Analyst. Nesta janela definimos os seguintes parâmetros: método de interpolação (Methods), amostra de treinamento (Dataset 1) e amostra de validação (Validation). Um exemplo de configuração da janela Geostatistical Wizard é ilustrado na Figura 16. Methods=Kriging (método krigagem); Input Data=RP_Events_training (amostra de treinamento); Atribute=RP (valores de resistência à penetração). Após realizar todas as configurações clicar duas vezes no botão next.
Figura 16. Exemplo de configuração da janela Geostatistical Wizard.
O modelo de semivariograma é selecionado automaticamente pelo programa Arcgis 9.2. A Figura 17 ilustra a janela com o semivariograma do modelo selecionado.
Figura 16. Regressão entre valores observados e preditos pela krigagem de resistência à penetração.
Para importação dos arquivos para o arcview, foram utilizados arquivos com extensão .dbf. Estes arquivos foram obtidos abrindo-se o *.kri com o Excel (através do comando abrir) e foi então salvo como *.bdf. Um detalhe importante é que na abertura do arquivo .kri no Excel deve-se especificar na janela que abre logo no início, que deseja-se substituir espaços em tabulações e que vários espaços juntos devem ser substituídos por uma única tabulação. Somente assim foi possível inserir os dados krigados no arc View. Para os arquivos krigados foi utilizado o método 1 para visualização dos mapas. Para o mapa de resistência a penetração, foi utilizado o método 2 e interpolação por idw.
1 Professor da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 – Seropédica – RJ. E-mail: [email protected].
2 Mestrando do Curso de Pós-Graduação em Agronomia-Ciência do Solo, IA-Departamento de Solos, UFRRJ.E-mail: [email protected].
0 UNIVERSIDADE SALVADOR – UNIFACS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS ECONÔMICAS
1 FACULDADE DE SAÚDE PÚBLICA DEPARTAMENTO DE EPIDEMIOLOGIA UNIVERSIDADE
1 M INISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 1 UNIVERSIDADE FEDERAL
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