ArcGIS 10.2: Georreferenciamento de um Mapa na Projeção Policônica

arcgis_102_splash

Problemas com Projeção Policônica

Recebi um e-mail do estimado colega Amadeu com a seguinte dúvida:


De: Amadeu Neto <xxxxxxxxxxxxxx>
Assunto: mapas políticos do IBGE

Prezado Jorge,

Estou fazendo algumas de suas aulas aqui e estou achando muito interessante, ou seja, muito bom!!! Sobre os mapas políticos cheios de informação que a gente baixa no IBGE, tipo ftp://geoftp.ibge.gov.br/mapas_tematicos/politico/unidades_federacao/ba_politico.pdf gostaria de saber como georreferenciá-lo no ArcGIS 10 pois a projeção é policônica.

Muito obrigado,

Amadeu Neto


Vamos utilizar o PDF enviado pelo Amadeu como referência para tentar georreferenciar esse raster. Esta é a primeira vez que tento georreferenciar um mapa neste sistema de coordenadas.

IBGE: Mapa Político da Bahia

A primeira coisa a ser observada num mapa é se ele possui uma grade de coordenadas. Este é o passo mais importante para prosseguir com a tarefa de georreferenciamento. A ideia é georreferenciar este mapa do IBGE na projeção Policônica, mas o procedimento pode ser executado em outros sistemas de coordenadas.

Faça o download do Mapa Político da Bahia. Você deve ter notado as informações sobre a projeção na legenda do mapa:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica01

As informações mais importantes para o georreferenciamento são:

  • Projeção: Policônica
  • Datum: SIRGAS 2000
  • Meridiano de Referência: 42° ou -42

Agora vamos utilizar uma base cartográfica de referência em Policônica para ajustar esse mapa na mesma posição.

IBGE: Download  de Malhas Digitais

1 – Acesse o link abaixo para realizar o download das malhas municipais na projeção Policônica:

http://mapas.ibge.gov.br/bases-e-referenciais/bases-cartograficas/malhas-digitais

2 – Na janela principal, clique na Malha Municipal de 2007. A única escala disponível é a escala 1:2.500.000. Clique na pasta para navegar até o diretório seguinte:

 ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica02

3 – No próximo nível, acesse o diretório proj_policonica_sirgas2000:

 ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica03

4 – Você pode obter arquivos vetoriais em Policônica no nível do Brasil, por região ou por unidade federativa (UF). Acesse o diretório UF e abra-o:

 ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica04

5 – Clique na pasta ba (Bahia), pois precisamos das feições em Policônica somente para este estado:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica05

Faça o download do arquivo 29mu2500psr.zip. É o único arquivo presente nessa pasta.

Organizando as  Informações no Computador

Siga esta metodologia para que você possa desenvolver um excelente trabalho:

1 – No Windows Explorer, crie as pastas C:\Georreferenciamento\BA

2 – Dentro da pasta BA, crie as pastas Geografica_SIRGAS2000Policonica_SIRGAS2000

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica06

3 – Cole este arquivo na pasta Geografica_SIRGAS2000 e descompacte-o;

4 – Cole o arquivo 29mu2500psr.zip em Policônica na pasta Policonica_SIRGAS2000. Este é o arquivo obtido no inicio do tutorial. Não esqueça de descompactar este arquivo.

A razão de utilizar o arquivo Geografica_SIRGAS2000 será explicada mais adiante. Você poderia utilizar uma Base de Municípios do Brasil no Sistema de Coordenadas Geográficas SIRGAS 2000 como referência para o trabalho, mas vou utilizar um dado da Bahia somente.

Gimp 2.8: Transformação do PDF em TIFF

Temos um problema: o ArcGIS 10 não lê o formato PDF diretamente, então temos que converter esse arquivo no formato TIFF antes de realizar o georreferenciamento. Programas gráficos como o Adobe Photoshop e o Gimp podem converter facilmente diversos formatos de arquivos raster. A vantagem do Gimp é que este programa é gratuito.

Baixe o Gimp através deste link. Após a instalação, clique no menu Arquivo – Abrir e localize o arquivo PDF no computador:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica07

Ao abrir o arquivo, o Gimp pede para você definir as dimensões e a resolução do documento. Modifique a resolução do documento para 300 dpi e clique no botão Importar:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica08

Este é o mapa PDF aberto no aplicativo Gimp:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica13a

[1323 × 791 pixels]

Alguns arquivos PDF possuem múltiplas camadas. Neste exercício, não vamos trabalhar com esse tipo de PDF. Logo, clique no menu Imagem – Achatar Imagem.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica09

Você não deve perceber nenhuma diferença, mas a imagem foi achatada. Exporte esse raster como TIFF através do menu Arquivo – Exportar:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica10

Digite um nome para o arquivo com extensão TIF. Localize este formato na lista de opções:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica11a

Arquivos TIFF podem receber níveis de compactação. Ignore esse recurso deixando a opção Nenhum ativa e clique no botão Exportar:

 ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica12

A conversão de PDF para TIF resultou numa imagem de 277 MB de tamanho. Com a imagem pronta, podemos georreferenciar esse mapa, mas vamos desenvolver um método de georreferenciamento bastante eficaz através de pontos espacializados.

Coleta de Pontos a Partir das Coordenadas

Conforme foi dito acima, a grade de coordenadas é o elemento mais importante para que um técnico seja capaz de georreferenciar um raster. Você pode coletar os pares XY e armazenar essa informação em planilha. Esta é uma técnica para georrefereciamento de arquivos raster bem precisa, podendo ser aplicada até mesmo no georreferenciamento de vetores. Evitar a ligação de pontos nas bordas é uma atitude prudente,  pois minimiza eventuais distorções na imagem georreferenciada.

Vamos estabelecer a coleta dos pontos em sentido horário. Abra o PDF e visualize o primeiro par de coordenadas XY navegando até o canto superior esquerdo do mapa:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica14

Não custa lembrar que o eixo X corresponde no Brasil à Longitude Oeste. Da mesma forma, o eixo Y é associado à Latitude Sul (ou Latitude Norte,  quando a área de interesse está posicionada nos estados brasileiros que são cortados pela Linha do Equador). 

Vá para o canto superior direito do arquivo PDF e visualize o próximo par de coordenadas:

 ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica15

No canto inferior direito, anote os valores correspondentes:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica16

Por último, no canto inferior esquerdo, anote os valores. O bloco da escala impede a coleta das coordenadas e o par perfeito para esta posição seria -46 W, -18 S. Anote o intervalo mais próximo:

 ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica17

Hora de planilhar essas informações no Excel ou LibreOffice Calc. Esta é a tabela com os pares XY que iremos utilizar no georreferenciamento:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica18

Salve essa planilha como Documento XLS. Hora de georreferenciar o arquivo TIFF gerado pelo Gimp em Policônica. 

Espacialização dos Pontos com Base no Shapefile em Lat/Long SIRGAS 2000

1 – Abra o ArcMap 10 e carregue o arquivo vetorial Bahia_GCS_SIRGAS2000.shp. Este arquivo está na pasta Geografica_SIRGAS2000.

2 – Utilize os procedimentos para importação de dados externos para o SIG ArcGIS e espacialize essa planilha para shapefile de pontos sobre o mapa da Bahia.  O shapefile em Lat/Long SIRGAS 2000 é a base de referência para verificar a distribuição espacial dos pontos no mapa. A projeção é a mesma do Data Frame: GCS_SIRGAS2000 ( sistema herdado do arquivo vetorial, pois este foi o primeiro objeto a ser adicionado no mapa):

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica22a

[1920 × 1160 pixels]

3 – Após espacializar as coordenadas e gerar o shapefile de pontos, crie uma pasta MXD no seu projeto de georreferenciamento e salve o arquivo como Geografica_SIRGAS2000.mxd

Georreferenciamento de Raster: Sistema de Coordenadas Personalizado

1 – Abra um novo documento em branco no ArcMap 10 e carregue o arquivo vetorial 29mu2500psr.shp. Este arquivo está na pasta Policonica_SIRGAS2000.

2 – Acesse as Propriedades do Data Frame ( clique com botão direito sobre o Data Frame Layers e acesse a opção Properties). Na guia Coordinate System, pasta Layers, verifique a projeção da camada vetorial 29mu2500psr.shp. Você visualizar a projeção World Policonic.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica24a

[1920 × 1160 pixels]

3 –  Clique com o botão direito do museu sobre ela e acesse a opção Copy and Modify:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica25

4 – Defina os parâmetros para o sistema de coordenadas personalizado:

  • Nome para o novo Sistema de Coordenadas: World_Polyconic_SIRGAS
  • Parâmetro de Falso Este: 500.000
  • Parâmetro de Falso Norte: 10.000.000
  • Meridiano Central: -42
  • Latitude de Origem: 0 (Equador)
  • Unidade: metro (meter)

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica29_corr

4 – Clique no botão OK. De volta à janela das Propriedades do Data Frame, clique sobre a estrela para adicionar o sistema de coordenadas personalizado nos Favoritos.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica30_corr

O meridiano -42 foi atribuído com base na informação da legenda do mapa. Além disso, nas opções para personalizar um novo sistema de referência, você pode manter o mesmo Sistema de Coordenadas Geográficas definido para o shapefile ou selecionar outros através do botão Change. Fica a seu critério.

5 – Pressione o botão OK e o mapa será ajustado para a nova posição.

Após salvar o novo sistema de coordenadas personalizado nos Favoritos, feche o documento do ArcMap e descarte as alterações.

Georreferenciamento Simples do Arquivo TIFF em Policônica

1 – Crie um novo documento do ArcMap ou abra o projeto MXD com as camada vetoriais em projeção geográfica (a base em geográfica e os pontos plotados sobre ela);

2 – Modifique o Sistema de Coordenadas do Data Frame Layers para o sistema de coordenadas personalizado (Propriedades do Data Frame, guia Coordinate System, pasta Favorites).

3 – Adicione o mapa raster em TIFF que foi criado pelo Gimp. Você deve receber uma janela de aviso solicitando a criação de pirâmides. Confirme a opção

Uma outra janela de aviso deve informar que esta imagem adicionada é desprovida de qualquer tipo de referência espacial. Pressione o botão OK:

4 – Organize seu ambiente de trabalho, colocando a camada dos pontos acima de todas, a imagem no meio e a camada dos municípios deve ser usada como plano de fundo para as demais.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica31_corr

5 – Carregue a barra de ferramentas Georeferencing através do menu Customize – Toolbars – Georeferencing.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica32

6 – O georreferenciamento funciona da seguinte forma: abra a tabela de atributos da camada vetorial dos pontos e selecione o ponto que está associado ao canto superior esquerdo. Mantenha esse campo selecionado e deixe a tabela de atributos aberta.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica33a

[903 × 642 pixels]

Em seguida, aplique um zoom sobre o raster para aproximar essa imagem na tela (segure a tecla ALT ESQUERDO e clique sobre o mapa raster na janela Table of Contents, ou então clique com o botão direito do mouse sobre ele e acesse a função Zoom To Layer).

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica34a

[1920 × 1160 pixels]

A imagem será preenchida na tela, porém será posicionada num local totalmente fora do mapa porque esse raster não possui referência espacial.

Localize a posição do primeiro ponto na imagem e use a ferramenta de georreferenciamento para criar a primeira ligação. Use as ferramentas de zoom sobre a região até alcançar o nível dos pixels. Faça um marcação na intersecção do pixel localizada entre as duas coordenadas com a ferramenta Add Control Points. A primeira marcação na imagem de entrada foi feita, mas esta é apenas uma das duas extremidades.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica35a

[1920 × 1160 pixels]

A outra extremidade está aguardando um vínculo com os dados de referência, que são os pontos. Na Tabela de Atributos, use a ferramenta Zoom To Selected Features para levar você rapidamente para o ponto do canto superior esquerdo. 

Clique sobre ele e o ponto será marcado. Há um recurso de ajuste configurado automaticamente para ajudar nessa parte:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica36

Ponto número 1 demarcado. Na tabela, selecione o canto inferior direito agora. Os dois cantos inversos são suficientes para ajustar uma imagem na posição legal.

Use o recurso Zoom to Layer sobre a imagem e navegue até a posição que corresponde ao canto inferior direito: 

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica37

Marque o ponto 2 na imagem e use a ferramenta Zoom to Selected Features para saltar até o ponto de referência.

Ponto número 2 demarcado. A imagem será ajustada no mapa. Modifique a simbologia da camada de polígonos que representa os municípios da Bahia e troque a ordem de sobreposição das camadas, colocando a imagem como a base de todas as outras. Este é o georreferenciamento simples com base na metodologia de ajuste pela grade de coordenadas.

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica38a

[1920 × 1160 pixels]

Repita a operação e finalize o georreferenciamento dos quatro pontos. Após inserir a amarração do último ponto, clique no menu Georeferencing – Update Georeferencing:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica39

Zoom to Raster Resolution é o recurso do ArcMap que permite “encher a tela” com o tamanho real da imagem:

ArcGIS_GeorreferenciamentoPoliconica40

Ao aplicar o recurso, Nesta visualização, os pixels não exibem nenhum serrilhado.

Imagem ajustada. Confira o vídeo contendo todo o procedimento realizado para georreferenciar esse mapa.

ArcGIS 10.2: Georreferenciamento de um mapa na Projeção Policônica (6 MB)

Fim do tutorial. Qualquer observação no processo favor entrar em contato. Não encontrei nenhum procedimento padrão do IBGE para ajuste de mapa nessa projeção.


Dúvidas e sugestões podem ser enviadas para o e-mail contato@processamentodigital.com.br

 



Técnico em Cartografia, Blogueiro, Fascinado por Tecnologia e futuro Geógrafo, Jorge Santos atualmente trabalha com Geotecnologias no Rio de Janeiro. Seu objetivo é avançar sempre, sem esmorecer, rumo ao pleno conhecimento cartográfico.

3 Respostas para “ArcGIS 10.2: Georreferenciamento de um Mapa na Projeção Policônica”

  1. Amadeu Carlos Penzin Neto

    dez 15. 2013

    Prezado Jorge,

    Putz meu caro, muitíssimo obrigado! Que trabalhão que te dei, puxa vida. Estes mapas são muito legais quando preciso apresentar alternativas de uma solução de suprimento de energia para um projeto, ou seja, as posições relativas de Subestações e Linhas de Transmissão são muito importantes para uma avaliação precisa da viabilidade do projeto pela gerência com todas as nuanças básicas envolvidas ─ rodovias, hidrografia, etc. Jorge, você é o cara e seu trabalho é inestimável!!!

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  1. ArcGIS 10.2: Georreferenciamento de um Mapa na ... - 14 de dezembro de 2013

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