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Melo, et al. Decifrando o georreferenciamento no ArcGIS. Revista
MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line).
Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
Decifrando o Georreferenciamento de carta topogrfica no
ArcGIS
Danilo Heitor Caires Tinoco Bisneto Melo1
Edmilson Martinho Volpi2
Hailton Mello da Silva1
Leonardo Arajo Menezes1
Pablcio Vieira Moura1
1Universidade Federal da Bahia UFBA
Rua Baro de Jeremoabo, s/n, Campus Universitrio de Ondina -
Salvador - Bahia - Brasil,
CEP: 40.170-020.
[email protected], [email protected],
[email protected],
[email protected]
2Secretaria do Meio Ambiente do Estado de So Paulo, Rua
Tiradentes, 2248 Boa Vista - So
Jos do Rio Preto/SP CEP: 15025-050.
[email protected]
RESUMO: A insero de dados geogrficos num Sistema de Informao
Geogrfica se faz necessrio que ele
tenha referncia espacial. Caso no esteja, necessita executar o
processo de georreferenciamento. Atualmente, tal
tarefa tornou-se rotineira nos SIG, sendo realizada de modo
rpido e fcil. Porm, esta uma tarefa fundamental
e quando no realizada de maneira correta, compromete o resultado
do trabalho, principalmente a qualidade
cartogrfica. O Objetivo deste trabalho apresentar o processo de
georreferenciamento de uma Carta
Topogrfica Digital, desde a sua insero no software at o produto
final, a Carta Topogrfica Digital
Georreferenciada. Para tanto, foi utilizada um mapa elaborado
pelo IBGE. Para o desenvolvimento do
georreferenciamento, foi selecionada a Carta Topogrfica de
Boquira, utilizando o software ArcGIS, verso 10.2
e o trabalho demonstrado passo a passo como realizar este
processamento.
PALAVRAS CHAVE: Sistema de Informao Geogrfica.
Georreferencimanto. Correo Geomtrica. Padro
de Exatido Cartogrfica.
ABSTRACT: The integration of geographic data in a Geographic
Information System is necessary that it has
spatial reference. If not, need to perform the process of
georeferencing. Currently, this task has become routine
in GIS, being carried out quickly and easily. However, this is a
critical task and if not performed correctly,
affects the result of the work mainly cartographic quality. The
objective of this paper is to present the process of
georeferencing a Digital Terrain Chart since its inclusion in
software by the end product, Georeferenced Digital
Terrain Chart. For this, a map prepared by IBGE was used. For
the development of geo-referencing, has been
selected Terrain Chart Boquira using ArcGIS software, version
10.2 and the work shown step by step how to
perform this processing.
KEY WORDS: Geographic Information System. Georeferencing. Rubber
Shetting. Cartographic Accuracy
Standards.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line).
Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
INTRODUO
Uma informao primordial que todo o usurio de Sistema de Informao
Geogrfica (SIG)
deve saber, e compreender, reporta ao Sistema de Referncia
Terrestre (ou Espacial). Os
usrios de SIG processam inmeros dados geogrficos advindas de
diversas fontes. Uma
fonte de dado muito requisitada so os documentos cartogrficos
elaborados pelo Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatstica (IBGE) e disponibilizados
em seu stio eletrnico:
http://www.ibge.gov.br/home/.
Todavia, alguns destes documentos cartogrficos disponibilizados
pelo IBGE no esto num
sistema de referencia terrestre e, para serem inseridos no SIG,
deve-se realizar o processo
denominado de georreferenciamento, que consiste em trs etapas, a
saber: transformao
espacial, mapeamento inverso e reamostragem. Para maiores
detalhes vide Campbell e Wynne
(2011), D'Alge (2013), Melo et al. (2015), Richards e Jia
(2006), Schowengerdt (2007).
Este processo de extrema importncia no tratamento da informao
geogrfica, pois est
relacionado diretamente com a compreenso do arquivo digital e da
qualidade cartogrfica
desejada, respectivamente (MELO et al., 2015).
Entretanto, com os avanos tecnocientficos a execuo deste
processamento tornou-se
rotineiras e, muitas vezes, realizada de modo mecnico; o que
pode conduzir a desateno dos
profissionais que produzem e publicam documentos cartogrficos.
Por isto, considera-se
imprudente aceitar o resultado do georreferenciamento de modo
acrtico.
Desta forma, este trabalho tem como objetivo de explanar o
processo de georreferenciamento
de uma CT digital no software ArcGIS para Desktop, verso 10.2,
mdulo ArcMap ( ),
utilizando a barra de ferramentas Georeferencing, (ESRI, 2012).
Sendo executada de maneira
sucinta e descritiva, demonstrando passo a passo cada uma das
etapas, desde a adio do
arquivo no software at a configurao do produto final.
Para tanto, foram utilizados os Fotolitos da Carta Topogrfica de
Boquira (MI-1950), na
escala 1:100.000, elaboradas e confeccionadas pelo Instituto
Brasileiro de Geografia e
Estatstica IBGE (IBGE, 1967a, 1967b, 1967c, 1967d, 1967e,
1967f), disponveis em seu stio
eletrnico. Para maiores detalhes sobre a converso da Carta
Topogrfica analgica para o
digital, as caracteristicas bsicas deste arquivo e as normas
estabelecidas para a sua
nomenclatura, vide Melo, et al. (2014).
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2015.
INICIANDO O PROCESSO
O mdulo ArcMap ( ) permite visualizar, analisar, editar,
manipular a informao
geogrfica e elaborar documentos cartogrficos. Para tanto, este
mdulo parte do princpio
que o usurio deseja criar (ou abrir) um projeto, para alcanar um
determinado objetivo.
Para facilitar o entendimento e a localizao das ferramentas
neste mdulo, no corpo do texto
foram inseridas pequenas ilustraes alusivas ao cone utilizado na
execuo de determinadas
tarefas.
Como os procedimentos de georreferenciamento de um documento
alteram a estrutura
intrnseca do arquivo, como localizao e sistema de referncia,
aconselha realiz-los num
novo projeto ( ) no ArcMap. Pois ao adicionar um arquivo pela
primeira vez no novo projeto,
automaticamente, ele adota suas coordenadas e sua unidade de
medida (ou a sua referncia
espacial, quando o arquivo possui).
Aps abrir um novo projeto no ArcMap, o prximo passo adicionar o
arquivo a ser
georreferenciado, clicando no cone , como mostra a Figura 1.
Figura 1. Adio do arquivo.
Fonte: O prprio autor.
Observe na Figura 1 presena de uma pequena mensagem com o nome,
a funo e algumas
dicas sobre o cone selecionado. Para que isto ocorra, basta
deixar o cursor do mouse por no
mnimo 5 segundos em cima do cone desejado.
Em seguida, aparece uma janela de localizao do arquivo a ser
adicionado. Selecione o
fotolito "ta1950pr.tif", que est na pasta denominada
"Boquira_raster", conforme descrito
anteriormente. Clique no cone Add ( ), para adicionar o fotolito
no ArcMap (Figura
2).
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Figura 2. Seleo do arquivo a ser adicionado no dataview.
Fonte: O prprio autor.
Todavia, quando um arquivo for adicionado no mdulo ArcMap sem as
informaes
pertinentes sobre a referncia espacial, aparecer um aviso
comunicando tal fato, como
demonstrado na Figura 3.
Figura 3. Janela de mensagem de referncia espacial
desconhecida.
Fonte: O prprio autor.
Por se tratar de um informativo sobre o arquivo, o ArcMap
apresenta apenas o cone OK
( ), ficando a cargo do usurio ajustar a informao pendente.
Quando a informao de referncia espacial de um arquivo
desconhecia e no aparece esta
mensagem, provavelmente em um outro momento, foi feita a seleo
da ltima opo,
localizada no final desta janela, que indica: No avisar
novamente (Don't warn me again
ever). A outra opo, no avisar novamente nesta sesso (Don't warn
me again in this
session), quando selecionada, aponta simplesmente que este aviso
no aparecer mais neste
projeto.
Agora, o Fotolito est sendo visualizado no dataview (rea de
trabalho do ArcMap). Ao
mover o cursor sobre o Fotolito, ou em qualquer parte do
dataview, observa-se que na parte
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inferior direita do ArcMap, aparece as informaes sobre as
coordenadas do ponto e a unidade
de "medida" de visualizao (que neste caso correspondem a do
Fotolito).
Como demonstrado na Figura 4, que corresponde a uma ampliao do
canto superior do
Fotolito. A grade da rea mapeada no Fotolito apresenta a
interseco das coordenadas 12 30'
S e O 43 00' W.
Figura 4. Aferio das coordenadas.
Fonte: O prprio autor.
Ao posicionar o cursor nesta interseco (destacado com um crculo
tracejado em vermelho),
na parte inferior direita do ArcMap apresenta as coordenadas
1,8411, 25,772 Decimal
Degrees (Graus decimais). Ou seja, estas so as coordenadas do
Fotolito. Isto indica que o
arquivo perdeu as informaes de georreferenciamento, como
descrito anteriormente, mas no
a unidade de medida (Decimal Degrees). Portanto, dever ser
georreferenciado.
O prximo passo habilitar a BF Georeferencing. Para tanto,
posicione o cursor do mouse na
parte superior do ArcMap, onde est localizada a aba de nomes e a
BF de cones padro e
clique no boto direito do mouse ( - opo 2). Aparecer uma lista
com diversas opes de
BF que podem ser habilitadas no seu software, organizadas por
ordem alfabtica. Selecione o
nome Georeferencing ( ), conforme demonstrado na Figura 5.
Figura 5. Seleo da Barra de Ferramentas Georeferencing.
Fonte: O prprio autor.
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Com isto, a BF Georreferencing habilitada, aparecendo de forma
flutuante no ArcMap
(Figura 6), podendo ser fixada em qualquer um dos cantos (em
cima, abaixo, do lado direito
ou esquerdo) do software. Assim o usurio pode padronizar a
localizao das BF's.
Figura 6. Barra de Ferramentas Georeferencing.
Fonte: O prprio autor.
Observe que na BF existem alguns cones desabilitados, pois eles
esto relacionados
diretamente com o processamento, e assim que inici-lo, sero
habilitados. No Quadro 1 tem
o nome e o objetivo de cada um dos cones.
Observe que no existe nenhum comando para iniciar o processo de
georreferenciamento,
basta simplesmente habilitar a BF, selecionar o arquivo e clicar
no cone de adio de PC. Por
isso, aconselha-se que esta BF seja desabilitada quando no for
utilizada, para evitar
alteraes indesejadas nas coordenadas de um arquivo.
Quadro 1: Nome e funo dos cones.
cone Nome Funo
Aba de funes Habilita um catlogo de comandos.
Nome do arquivo Mostra o arquivo a ser
georreferenciado.
Adio de PC Locao dos PC
Auto ajuste dos PC Realiza auto ajuste dos PC locados
Seleo de link Seleciona o PC na carta
Visualizao do PC
selecionado
Centraliza no dataview o PC
selecionado
Deleta PC Apaga o PC selecionado
Visualizao Habilita uma janela apenas com o
arquivo a ser georreferenciado
Link Apresenta as informaes sobre os PC
e o RMS
Gira a imagem Possibilita o rotacionamento do
arquivo
Valor de rotao Inserir valores de rotao, em graus
Antes de iniciar o processo de correo de preciso, necessrio
verificar os comandos
disponveis na aba de funes ( ). Para tanto, clique nesta Aba e
observe que alguns
comandos esto desabilitados, sendo habilitados aps iniciar o
processamento (Figura 7).
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Figura 7. Descrio da aba de Funes.
Fonte: O prprio autor.
Note que o comando Auto Adjust se encontra habilitado. Este
comando tem a funo de
ajustar o arquivo a ser corrigido de acordo as coordenadas do
mapa (Xmap, Ymap) de cada PC.
Portanto, est relacionado diretamente com os PC, e aps inserir o
primeiro PC, a imagem vai
sendo ajustada conforme as coordenadas dos PC. A cada PC
adicionado, corretamente, o
ajuste ser mais preciso, baseado no modelo de interpolao
predeterminado.
Desta forma, o usurio pode interagir como os PC (adicionando-os
ou suprimindo-os). O
comando Auto Adjust pode ser desabilitado antes da locao do
primeiro PC. Caso escolha
desabilit-lo, ao locar o PC, o arquivo se mantm nas suas
coordenadas de origem, e a locao
do PC de sada, aparece na sua respectiva coordenada.
Observe na Figura 8 que a linha azul se refere ao RMS do PC n 1
(entrada e sada). O seu
valor pode ser deduzido conforme demonstrado no item avaliao do
erro.
Figura 8. Visualizao do PC de entrada e de sada com o comando
Auto Adjust desabilitado.
Fonte: O prprio autor.
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O Quadro 2 apresenta as ferramentas e as respectivas funes desta
aba.
O processo de correo de preciso dos Fotolitos foi realizado
primeiramente em
Coordenadas Geogrficas e depois com a Projeo UTM. Como este
processo ser efetuado
nos Fotolitos gerados a partir da CT de Boquira, pode-se
empregar o polinmio de 1 grau,
tanto pela simplicidade matemtica e as suas caractersticas, que
satisfazem a transformao
(D'ALGE, 2013), como tambm por se tratar de um mapa, onde cada
elemento possui
localizao precisa (IBGE, 1999).
Quadro 2: Descrio das ferramentas localizadas na Aba de
funes.
Ferramentas Funes
Converso das coordenadas do arquivo corrente
Salvar um novo arquivo com as novas coordenadas
Ajustar o arquivo a ser corrigido na rea de visualizao
Atualiza o processo de correo com base nos pontos de
controle
Inverso e rotao
Gira 90 para direita
Gira 90 para esquerda
Inverte 90 na horizontal
Inverte 90 na vertical
Interpolao espacial
Polinmio de 0 (ou shift)
Polinmio de 1 Grau (ou de
afinidade)
Polinmio de 2 Grau
Polinmio de 3 Grau
De ajustamento
Alinhamento
Transformao de projeo
Suprimir todos os PC
Desfaz o auto ajuste do ltimo PC.
Opes: altera a colorao dos PC, a ordem dos RMS e
completa os campos em branco.
Processo de correo de preciso
Sistema de Coordenadas Geogrficas
De acordo com a equao apresentada sobre a quantidade de PC
necessria para efetuar a
interpolao espacial com o polinmio de 1 grau so de 3 PC. Porm,
para a realizao deste
processo, aconselha-se uma distribuio espacial dos PC ao longo
de toda a rea
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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2015.
(VERGARA; FRERY; D'ALGE, 1992). D'Alge (2013) relata que as
coordenadas medidas
dos PC esto sujeitas a erros, portanto, convm usar um nmero de
pontos maior que o
mnimo. Desta forma, sero locados 4 PC, localizados nos extremos
da carta, sendo colocados
na sequncia conforme demonstrado na Figura 9.
Figura 9. PC a serem coletados e locados.
Fonte: O prprio autor.
Antes de iniciar a locao dos pontos de controle, amplie a imagem
de forma que consiga
visualizar com preciso a interseo das coordenadas de um canto.
Isto importante, pois
implica na preciso e exatido dos PC.
O prximo passo adicionar o 1 PC. Para tanto, na BF
Georeferencing, selecione o cone ,
referente adio de PC. Observe que o smbolo do cursor foi
alterado para uma cruzeta (+),
cuja interseo reporta a ponta do cursor. Agora deve-se tomar
cuidado em no apertar o
boto esquerdo do mouse ( - opo 1), pois isto ir adicionar um PC
no mapa em local
indevido.
Clique na interseo das coordenadas com o boto esquerdo do mouse.
Isto ir adicionar um
PC, representado por uma cruzeta e um nmero na cor verde, que se
refere a coordenada de
entrada ou de origem (Xsource, Ysource), vide Figura 10.
Caso seja necessrio suprimir este PC, basta clicar no boto Esc (
) do teclado, ou clique
com o boto direito do mouse ( - opo 2), que aparece um quadro de
opes logo abaixo e
escolha a opo cancel point, que o ponto ser cancelado.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line).
Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
Figura 10. Locao do PC.
Fonte: O prprio autor.
O prximo passo informar as coordenadas de sada, neste caso as
Coordenadas Geogrficas,
cujos valores esto descritos acima da interseo. Para isto,
clique com o boto direito do
mouse ( - opo 2), e selecione a Input X and Y, que se refere s
informaes das
coordenadas X e Y, denominadas tambm de coordenadas de sada ou
do mapa (XMap,
YMap), veja a Figura 11.
Figura 11. Insero das Coordenadas X e Y.
Fonte: O prprio autor.
Observe na Figura 11 que o comando Input DMS of Lon and Lat
encontra-se indisponvel.
Isto ocorre porque nem a imagem e nem o projeto possuem Sistemas
de Coordenadas. Ou
seja, este comando utilizado apenas quando se pretende alterar
as coordenadas de um
arquivo ou o projeto tenha referncia espacial.
Em seguida aparece a janela Enter Coordinates, onde so inseridas
as coordenadas de sada.
Observe na Figura 12 que as coordenas que aparecem em X e Y
referem-se s coordenadas de
entrada e esto em Graus Decimais. Estas coordenadas devero ser
substitudas pelas
Coordenadas Geogrficas do Fotolito.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line).
Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
Figura 12. Enter Coordinates.
Fonte: O prprio autor.
Entretanto, as Coordenadas Geogrficas do Fotolito esto em Graus
Sexagesimais
(GGMMSS). Por conseguinte, elas devem ser convertidas para Graus
Decimais
(GG,GGGG).
Para isto, basta dividir o SS" por 60 e som-lo com os MM'. O seu
resultado deve ser
novamente dividido por 60 e somado com os GG. Por exemplo,
converter 132812 para
Graus Decimais:
1 passo: Dividir SS por 60 (12 / 60 = 0,2).
2 passo: Soma o resultado com os MM' (0,2 + 28 = 28,2).
3 passo: Dividir este resultado por 60 (28,2 / 60 = 0,47);
4 e ltimo passo: Soma este resultado com GG (0,47 + 13 =
13,47).
Resultado: 13,47.
Alm de inserir as coordenadas em Graus Decimais, deve-se
informar a sua posio no
Globo. Ou seja, em que hemisfrio est situado, Norte ou Sul e
Leste ou Oeste. No caso dos
Graus Decimais do ArcGIS, emprega-se, por conveno internacional,
o sinal de mais (+)
para indicar o Hemisfrio Norte e a Latitude Leste, e sinal de
menos (-) para indicar
Hemisfrio Sul e a Latitude Oeste. Por acordo, o sinal de mais
(+) no precisa ser usado. A
Figura 13 apresenta o resultado das coordenadas de sada do PC
1.
Figura 13. PC com as informaes das coordenadas de sada.
Fonte: O prprio autor.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
Clique no cone . Observe que o mapa ir desaparecer da rea de
visualizao. Isto
ocorre devido a funo Auto Ajust, como descrito na seo
anteriormente. Para visualizar a
imagem, basta clicar no cone Full Extent ( ), localizado na BF
tools.
Em seguida, amplie a visualizao do arquivo de forma que consiga
visualizar com perfeio
o PC. Observe que a cruzeta aparece com a cor vermelha, que se
refere ao PC das
coordenadas de sada. Na verdade, ela est sobreposta a cruzeta de
cor verde. Posicione o
cursor do mouse em cima desta cruzeta e observe que no canto
inferior do ArcMap aparece as
coordenadas deste ponto (Figura 14), ou melhor, as Coordenadas
que foram inseridas no
Enter Coordinates (Figura 13).
Figura 14. Localizao do PC nas coordenadas de sada.
Fonte: O prprio autor.
As informaes das coordenadas, tanto de entrada (XSource e
YSource) quanto de sada
(XMap e YMap), esto sendo inseridas na Tabela de PC, podendo ser
visualizadas clicando no
cone Link (Figura 15). Observe que, o nmero do PC corresponde ao
nmero do Link. Existe
um pequeno quadrado na frente de cada, que deve ser utilizado
para desabilitar ou habilitar
um ponto. O Residual_x e o Residual_y refere-se ao deslocamento
nas coordenadas, enquanto
que o Residual relata o erro total. Acima destes valores,
encontra-se o Total RMS Error,
referente ao erro mdio quadrtico dos PC habilitados. Os valores
aparecem em branco, pois
os erros aparecem apenas depois de locado o 3 PC, para uma
interpolao espacial com o
polinmio de 1 Grau (tambm denominada de transformao).
Observe que no canto inferior direito da Tabela de PC (Figura
15) existem dois comandos que
podem ser habilitados ou desabilitados: Auto Adjust (descrito
anteriormente) e Degrees
Minutes Seconds. Este ltimo comando possibilita visualizar os
valores dos PC em Graus
Minutos e Segundos, da seguinte forma: GG:MM:SS,SSS mais a
orientao (N ou S, W ou
E). Porm esta opo est disponvel quando se pretende alterar o
sistema de coordenadas
quando o arquivo ou o projeto possui sistema de coordenadas.
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Figura 15: Tabela de PC.
Fonte: O prprio autor.
Nesta tabela existem cinco cones, seus nomes e funes esto
descritos no Quadro 3.
Quadro 3: Nome e funes dos cones da tabela de PC.
Icone Nome Funo
Abrir Abrir um arquivo de PC existente
Salvar Salvar o arquivo de PC
Visualizao Visualizao PC selecionado
Deletar Suprime o PC selecionado
Adicionar Adiciona um novo PC
Os prximos PC de controle devero ser coletados da mesma forma, e
observe que a partir do
3 PC as coordenadas que aparecem na janela Enter Coordinates
possuem valores prximos
ao desejado (Figura 16). Isto ocorre devido ao comando Auto
Ajust, demonstrando que a
imagem est sendo ajustada para os Sistemas de Coordenadas de
sada. Quanto mais PC
forem alocados, mais exatas sero as suas coordenadas de sada,
desde que estes sejam
alocados com exatido. Observe que no 4 PC as coordenadas de
ajuste estaro ainda mais
prximas.
Figura 16. Coordenadas ajustadas do 3 PC.
Fonte: O prprio autor.
Com a alocao dos quatro pontos de controle, abra a Tabela de PC
e observe que agora as
informaes dos Residual_x, Residual_y, Residual e o Total RMS
Error tambm foram
preenchidos (Figura 17).
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. Acesso em: 03 jul.
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O valor do RMS de 0,000124922. Observe na parte inferior central
da tabela h a
informao de que a unidade de medida residual desconhecida
(Forward Residual Unit:
Unknown). Todavia como as informaes numricas de entrada possuem
uma unidade de
medida, consequentemente, o resultado deve ter a mesma unidade
de medida. Portanto, o
resultado em Graus Decimais. Desta forma, pode-se dizer que o
erro mdio de
posicionamento de 0,000124922, sendo um erro aceitvel para o
Sistema de Coordenadas
Geogrficas, como descrito anteriormente.
Figura 17. Valores dos erros residuais e totais.
Fonte: O prprio autor.
Com isto, o arquivo pode ser salvo com as novas coordenadas,
conforme mostrado na Figura
18.
Figura 18. rea em branco.
Fonte: O prprio autor.
Para anlises estatsticas e aferies dos PC fundamental que estes
sejam salvos. Para isto,
basta selecionar a opo salvar ( ), pois eles no so salvos com o
arquivo e nem com o
projeto. De preferncia na pasta onde esto os Fotolitos de
Boquira. Observe se nenhum PC
est selecionado, caso contrrio, somente o PC selecionado ser
salvo e os demais sero
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. Acesso em: 03 jul.
2015.
descartados assim que fechar o software ou o processo de
georreferenciamento. Para tirar a
seleo de um ou mais PC basta clicar em qualquer rea em
branco.
H duas maneiras de salvar as informaes de georreferenciamento,
ambas localizadas na aba
de Funes Georeferencing: a Update Georeferencing e a Rectify...,
conforme ilustrado na
Figura 19.
A primeira opo efetua uma atualizao das coordenadas na prpria
imagem. Entretanto, esta
opo no recomendada, por duas razes: no possibilita analisar o
georreferenciamento
com a imagem original; caso ocorra algum erro no processo de
georreferenciamento, como
por exemplo erro elevado de preciso e exatido, no tem como
refazer o processo, devido as
alteraes na imagem.
Figura 19. Salvar a converso no arquivo corrente.
Fonte: O prprio autor.
Por outro lado, a segunda opo (Rectify...), proporciona salvar
uma nova imagem, sem
alterar a imagem de entrada.
Aps selecionar esta alternativa, aparece uma janela com alguns
campos a serem preenchidos,
como ilustrado na Figura 20.
Figura 20. Salvar novo arquivo.
Fonte: O prprio autor.
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Onde:
Cell: altera o tamanho do pixel;
NoData as: refere-se a um valor de pixel nulo ou que ser omitido
na nova
imagem. De acordo com a ESRI (2012), recomenda-se, neste caso,
no
especificar o valor, pois o prprio software escolhe um valor que
no altere a
imagem.
Resample Type: tipo de reamostragem;
Output Location: diretrio de sada. Neste caso, seleciona-se a
pasta onde se
deseja inserir a imagem;
Name: nome do arquivo;
Format: o formato;
Compression type: tipo de compresso;
Compression Quality: qualidade da compresso, em porcentagem.
Save: salvar a nova imagem
Como no SIG costuma-se trabalhar com diversos arquivos,
preconiza manter o nome do
arquivo original, acrescido ao final de um subtrao (underline),
mais a sigla do sistema de
coordenadas adotado (gcs - Geographic Coordenate Systems, ou pcs
- Projected Coordinate
Systems). Por exemplo, o arquivo que est sendo processado o
ta1950pr, no Sistema de
Coordenadas Geogrfica, portanto, o nome da nova imagem ser
ta1590pr_gcs.
Sobre as extenses, observe que existem vrios tipos, como BIL,
BIP, BMP, BSQ, ENVI,
GIF, GRID, Imagine, JPEG, JPEG 2000, PNG. O arquivo original
possui a extenso TIF
(descrito anteriormente), que pode ser visualizado e manipulado
em inmeros softwares de
edio grfica, sem alterao na qualidade da imagem (VASCONCELOS,
2002; FITZ, 2008;
SERNA; CONCEPCIN; DURN, 2009). Todavia, ao adicionar um
arquivo
georreferenciado num software de edio grfica (como CorelDraw,
Adobe Photoshop e
GIMP), provavelmente, as informaes intrinsecas sobre a referncia
espacial no sero
preservadas.
Em virtude disto, os Fotolitos sero salvos na extenso Image
(*.img), por se tratar de uma
extenso especfica para o manuseio de arquivos matriciais em
vrios softwares de
geoprocessamento (como SIG, Processamento Digital de Imagens e
Topogrficos). At o
momento, softwares de edio grfica no visualizam esta extenso.
Esta extenso foi
desenvolvida pela ERDAS Incorporation, a princpio, para
processar as imagens no software
de edio grfica de imagens e aplicaes de sensoriametno remoto
ERDAS IMAGINE.
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Melo, et al. Decifrando o georreferenciamento no ArcGIS. Revista
MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line).
Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
Porm, devido a sua versatilidade, esta extenso tornou-se
universal para os usurios de
geoprocessamento. O nome completo desta extenso ERDAS IMAGINE
Image File e
armazena as referncias espacias, bem como outras informaes
pertinentes a metadados
(ERDAS, 2013).
Caso seja escolhido as extenses TIFF, PNG, JPEG ou JPEG 2000,
deve-se configurar a
qualidade de compresso (1 a 100), em porcentagem. Isto , reduo
da redundncia dos
dados, de forma a armazenar esses mesmos dados de forma
eficiente, sendo que a extenso
TIFF e PNG, no apresenta perda de dados, ao passo que a extenso
JPEG e JPEG 2000
declina a perda de dados.
Com isto, a nova imagem possui um Sistema de Coordenadas
Geogrfica (latitude,
longitude), porm, no foram transferidas as informaes sobre o
tipo de Sistema de
Coordenadas e o Datum. Estas Informaes no ArcGIS so tachadas
como Referncia
Espacial.
Para isto, basta visualizar as propriedades do arquivo, pelo
ArcCatalog ( ). Observe que as
informaes referentes Referencia Espacial so indefinidas (Figura
21), e que no lado
direito existe um cone denominado Edit. Clique neste cone para
executar a sua edio.
Figura 21. Propriedades do arquivo.
Fonte: O prprio autor.
Isto abrir uma nova janela denominada de Propriedades da
Referncia Espacial (Figura 22).
O Sistema de Coordenadas a ser selecionado ser o mesmo da CT de
Boquira.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
Figura 22. Propriedades da Referncia Espacial.
Fonte: O prprio autor.
Note que no quadro Current coordinate system, aparece
desconhecida. Como os PC alocados
foram em Coordenadas Geogrficas, portanto, o Sistema de
Coordenadas a ser escolhido ser
o Geographic Coordinate Systems (1); clique no sinal de mais ( )
que est na frente do nome,
isto far com que se abra uma lista de opes; clique no sinal de
mais da opo South America
(2), que corresponde nossa diviso continental. Em seguida
escolha a opo Crrego Alegre
(3), referente ao datum horizontal da carta. Ao selecion-lo
observe que o quadro Current
coordinate system foi preenchido com as propriedades deste
sistema (4), e o nome desta
coordenada GCS_Corrego Alegre. Clique no cone . Uma vez
realizado este
processo, o seu nome ser salvo na pasta Favorites ( ), no
necessitando fazer toda a
operao novamente.
Observe que as propriedades relacionadas Referencia Espacial
esto preenchidas. Basta
clicar no cone para fixar as mudanas realizadas, e depois no
cone (Figura 23).
Figura 23. Aplicao da Referncia Espacial.
Fonte: O prprio autor.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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Disponvel em:
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2015.
Agora o Fotolito ta1950pr_gcs.img est georreferenciado, e agora
pode ser inserido no BDG e
manipulado no SIG, passando a ser denominado de Plano de
Informao (PI).
Como os outros fotolitos (ta1950az, ta1950pr, ta1950sp e
ta1950vm) possuem apenas as
cruzetas localizadas nas suas extremidades, conforme mostra a
Figura 24, e sabendo-se que
elas correspondem aos vrtices das coordenadas extremas da carta
j georreferenciada
(ta1950pr_gcs.img). Consequentemente, pode realizar o processo
de correo de preciso de
duas maneiras:
Anotando as coordenadas Geogrficas que esto expressas no
Fotolito
ta1950pr.tif; ou
Realizando a locao de PC de sada do Fotolito georreferenciado,
no caso o PI
"ta1950pr_gcs.img".
Figura 24. Localizao das cruzetas no Fotolito ta 1950az.
Fonte: O prprio autor.
Assim, para iniciar o processo de Georreferenciamento, abra um
novo projeto no ArcMap e
adicione primeiramente o Fotolito a ser georreferenciado, o
"ta1950_az.tif". Em seguida
adicione o PI "ta1950pr_gcs.img".
Para efeito de comparao entre os arquivos, amplie a rea para o
tamanho do projeto,
clicando no cone Full Extent ( ). A Figura 25 apresenta a
localizao do Fotolito ta1950az
(no georreferenciado) e a localizao do PI ta1950pr_gcs
(georreferenciado).
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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2015.
Figura 25. Diferena de posicionamento e escala entre os
arquivos.
Fonte: O prprio autor.
Como a BF Georeferencing est habilitada, verifique se o nome do
Fotolito a ser
georreferenciado (no caso o ta1950az.tif) est aparecendo no cone
de Nome do arquivo
( ). Caso contrrio, deve ser alterado, basta clicar na seta
direcionada para baixo e
selecionar o arquivo desejado, como ilustrado na Figura 26.
Figura 26. Escolha do arquivo a ser georreferenciado.
Fonte: O prprio autor.
O procedimento de locao do PC no mapa ocorre da mesma forma que
os PC locados para
georreferenciar o Fotolito ta1950pr. A diferena est na locao do
PC de sada, que ao invs
de digitar as Coordenadas, o PC de sada deve ser locado no PI
ta1950pr_gcs, correspondente
ao mesmo PC (Figura 27).
Aa coleta dos outros 3 PC seguem este mesmo princpio.
Figura 27. Locao do PC de sada no PI.
Fonte: O prprio autor.
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2015.
J o erro aceitvel segue o mesmo fundamento descrito no item
avaliao do erro. O mesmo
ocorre com a Retificao e Salvamento dos PC.
Importante relembrar que o nome do arquivo retificado ser
mantido, acrescido do trao baixo
(underline) e a sigla do sistema de coordenadas, neste caso
gcs.
A Edio da Referncia Espacial na Janela de propriedades do
arquivo so os mesmos,
lembrando que o nome da Referncia Espacial deste Fotolito est
salvo na pasta Favorites
( ), vide Figura 28. Para habilit-la basta abrir esta pasta
clicando no sinal de + (mais),
selecionar o nome GCS_Corrego Alegre e clicar no cone .
Figura 28. Pasta Favorites.
Fonte: O prprio autor.
Sistema de Coordenadas Planas
O procedimento de locao dos PC para este sistema de coordenadas
ocorre do mesmo modo
apresentado para o Sistema de Coordenadas Geogrficas. Portanto,
a modo de locao do PC
independe do tipo de Coordenadas Cartogrficas a ser adotada.
A diferena existente est na digitao dos valores das coordenadas,
na quantidade de PC, que
reflete no objetivo do trabalho. Neste caso, ao invs de serem
coletadas as coordenadas
Geogrficas, localizadas nos extremos da carta, sero coletados os
cruzamentos das
coordenadas Planas (x e y), conforme mostrado na Figura 29.
Importante ressaltar que as coordenadas a serem preenchidas
podem estar em metros ou em
quilmetros, contudo, todos os demais pontos coletados devem
estar na mesma unidade.
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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. Acesso em: 03 jul.
2015.
Figura 29. Locao da Coordenada Plana.
Fonte: O prprio autor.
Quando se pretende extrair informaes de medidas, como distncia,
ngulos e/ou formas
adota-se o Sistema de Coordenadas Planas. E para que tais
medidas estejam em concordncia
com as informaes contidas na Carta Topogrfica, recomenda-se a
coleta de todos os PC
identificveis. Portanto, considera-se como PC todos os
cruzamentos da malha de
coordenadas presente na CT (Figura 30).
Figura 30. Locao dos PC para Coordenadas Planas.
Fonte: O prprio autor.
Observe na Figura 31 que os primeiros PC foram locados nas
extremidades das Coordenadas
Planas para satisfazer a equao de colinearidade e a distribuio
espacial no arquivo. Caso os
primeiros PC forem coletados muitos prximos, ou estarem na mesma
coordenada (x ou y),
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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Disponvel em:
. Acesso em: 03 jul.
2015.
ocorre o erro de m distribuio espacial ou de colinearidade,
respectivamente (KONECNY,
2003).
Figura 31. PC Colineares ou mal distribudo.
Fonte: O prprio autor.
Desta forma, para a CT de Boquira foram coletados 172 pontos,
tendo um RMS de 14,7732.
Como as Coordenadas de sada foram locadas em metros, o resultado
do RMS tambm est
em metros.
Analisando o valor do RMS e os valores residuais de cada um dos
PC, pode-se dizer que o
resultado est compatvel com o erro mximo aceitvel para esta
escala, conforme Decreto n
89.817, de junho de 1984 (Brasil, 1984), vide Figura 32.
Figura 32. RMS dos PC das Coordenadas Planas.
Fonte: O prprio autor.
Assim, o prximo passo fazer a retificao do Fotolito, que procede
do mesmo modo
realizado para as Coordenadas Geogrficas.
Um detalhe interessante: observe que h diferena do tamanho dos
pixels no momento de
salvar o Fotolito com Coordenadas Geogrficas e o Fotolito com
Coordenadas Planas (Figura
-
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MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17,
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. Acesso em: 03 jul.
2015.
20 e Figura 33, respectivamente). Isto est relacionado
diretamente com a unidade de medida
de cada Sistema de Coordenadas.
Este arquivo ser salvo na mesma pasta do arquivo anterior, no
mesmo formato (image,
*.img), alterando apenas o nome para "ta1950az_pcs.img".
Figura 33. Retificao nas coordenadas planas.
Fonte: O prprio autor.
Aps salvar novo arquivo, deve-se fazer a edio da sua Referncia
Espacial (Figura 34),
sendo que desta vez seleciona-se a opo Projected Coordinate
System (1). Esta opo mostra
os tipos de projees existentes e implementadas no ArcGIS. Neste
caso, a projeo escolhida
a UTM (2). Prximo agrupamento mostra em que parte do globo
encontra-se o datum, que
a South America (3), sendo escolhido o Datum Crrego Alegre e a
Zone 23S (4).
Figura 34. Edio da Referncia Espacial para Coordenadas
Planas.
Fonte: O prprio autor.
A informao com relao a Zona extrada da prpria CT, localizadas na
parte central
inferior (MELO, et al, 2014). Outra forma de identificar a zona
da carta efetuar uma leitura
da sua nomenclatura da CT, localizada no seu canto superior
direito. A segunda sigla
corresponde a Zona. Por exemplo, a nomenclatura da CT de Boquira
SD-23-F-III, assim, a
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2015.
sua Zona 23. Para maiores detalhes sobre Nomenclatura de Carta
Topogrfica vide o artigo
de SANTIL; QUEIROZ (1996) e IBGE (1999). Clique no cone .
Observe que as propriedades relacionadas Referncia Espacial esto
preenchidas, basta
clicar no cone para fixar as mudanas realizadas, e depois no
cone (Figura 35).
E com isto, este Fotolito passa a ser mais um PI para o BDG.
Para o processo de georreferenciamento dos outros Fotolitos nas
Coordenadas Planas
(ta1950sp.tif, ta1950vm.tif e ta1950vd.tif), segue o mesmo
princpio realizado para as
Coordenadas Geogrficas.
CONCLUSO
O georreferenciamento de carta topogrfica a princpio parece ser
uma questo fcil de ser
resolvida, de modo rotineiro e mecnico, tendo apenas o trabalho
de cingir alguns cones e de
capturar e selecionar alguns pontos de controle. Todavia, este
trabalho mostra o contrrio, que
os procedimentos envolvidos no georreferenciamento necessita ter
um conhecimento sobre o
tipo de dado a ser georreferenciado, alm do conhecimento prvio
sobre arquivo matricial e
de Cartografia.
Outro aspecto importante corresponde a qualidade cartogrfica,
que est diretamente
relacionada ao tipo de Sistema de Referncia Terrestre e aos
pontos de controle. Para um
Sistema de Coordenadas Geogrficas, utilizado para mapeamentos de
pequenas escalas, acima
de 1:500.000, poucos pontos so o suficiente. Para o Sistema de
Coordenadas Cartesiana ou
Planas so necessrios uma quantidade maior de pontos de controle
e seu recomendado para
grandes escalas, superior ou igual a 1:500.000. Por conseguinte,
a baixa qualidade na sua
coleta pode passar despercebida, devido a ineficincia tanto na
quantidade como na
distribuio espacial.
Por ser uma das etapas iniciais no processamento de dados
espaciais importante que esta
etapa seja bem-sucedida, pois um pequeno erro ou impreciso,
compromete os processos.
REFERNCIAS
BRASIL. Decreto n 89.817 de 20 de junho de 1984. Estabelece as
Instrues Reguladoras das Normas Tcnicas
da Cartografia Nacional. Dirio Oficial da Unio, Braslia, D.F.,
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2015.
AGRADECIMENTOS
Fundao Carolina por se tratar de uma instituio que prioriza o
fomento das relaes culturaIs e a
cooperao em matria educativa e cientfica entre a Espanha e os
pases das Comunidades de Naes Ibero-
americanas; e ao Instituto de Geocincia da Universidade Federal
da Bahia pela contribuio e valorizao dos
programas de extenso universitria.