ArcGIS: Utilização de um Mapa de Cores para representação Hipsométrica

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Introdução

O Modelo Digital de Elevação (MDE) é um tipo de raster que permite a geração de vários produtos relacionados ao estudo do relevo. Neste artigo, vamos iniciar o nosso aprendizado pelo conceito de Mapa de Cores e evoluir a técnica para o processo de reclassificação de raster. Também falaremos sobre Relevo Sombreado, Fusão e Multiplicação de Raster. Em algumas situações, podemos buscar uma solução fora do ArcGIS, porém isso obstrui o seu aprendizado sobre Processamento Digital de Imagens (PDI).

Trabalhando com Mapa de Cores

Um Mapa de Cores (Color Map)  é um recurso presente no Sistema de Informações Geográficas ArcGIS criado para associar uma cor a um valor numérico. Mapas de Cores são relacionados com representação raster discreta, portanto, o mapa raster desejado deve ser convertido para número inteiro. Raster em ponto flutuante não pode ser associado a um mapa de cores.

Exemplos de Representação Raster

Dependendo do fenômeno a ser representado, você pode lidar com representação raster contínua ou discreta. Dados contínuos são complexos para serem utilizados em qualquer projeto de mapeamento. Não é à toa que realizamos com frequência uma classificação de imagens: este é um exemplo de processo que realiza a transformação de um raster contínuo para discreto ou categórico.

  • Representação contínua: raster de declividade, elevação, densidade de kernel, etc.
  • Representação discreta: hipsometria, uso e ocupação do solo, mapa de solos, etc.

Aplicação Prática

Você pode lidar com o Mapa de Cores em qualquer trabalho que utilize arquivos raster de uma única banda (declividade reclassificada, hipsometria, NDVI, etc). Na maioria dos casos, você deve trabalhar  na escala 8 Bit quando o seu mapa temático possuir valores compreendidos no intervalo de cores de 0 e 255.

O artigo em vídeo que publiquei para o sistema QGIS contém instruções necessárias para criação de um mapa hipsométrico. No ArcGIS, você deve seguir os passos abaixo para gerar um mapa hipsométrico e aprender alguns conceitos sobre Mapa de Cores:

  1. Preparar o MDE da sua região de estudo com valores inteiros;
  2. Calcular as estatísticas do modelo de elevação;
  3. Reclassificar o MDE para agrupamento das classes de elevação;
  4. Atribuir cores para cada intervalo e salvar o Color Map para uso no futuro.

Uma observação importante: o ArcGIS não possui um modo de mistura de cores, portanto, não há como aplicar diretamente o raster hipsométrico sobre o relevo sombreado. Para contornar essa limitação da ferramenta, vamos utilizar uma aplicação externa para alcançar esse objetivo. Esta técnica será publicada posteriormente no site Processamento Digital.

Dados utilizados neste artigo

Vamos ilustrar esse procedimento com o Modelo Digital de Elevação (MDE) do estado de Sergipe-SE. Este é um exemplo de atividade que gera conhecimento através da prática, portanto, tente alcançar os mesmos resultados.

Cálculo das Estatísticas para o MDE

Abra um novo projeto e carregue o MDE de Sergipe. A ferramenta ideal para agrupar a elevação em classes chama-se Reclass by ASCII File. Este algoritmo faz uma leitura dos intervalos predefinidos pelo usuário em arquivo de texto e gera o raster hipsométrico.

Antes de executar o algoritmo para reclassificação de raster a partir de um documento de texto, a ESRI recomenda o cálculo das estatísticas para que seja criada uma tabela de valores de elevação. Este algoritmo pode ser localizado no ArcToolbox  a partir do seguinte caminho:

Data Management Tools – Raster – Raster Properties – Calculate Statistics

As estatísticas devem calcular corretamente o intervalo mínimo/máximo da elevação. Informe o raster no item Input Raster Dataset e execute o processo.

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_02

Nas propriedades do raster, anote o valor mínimo/máximo que representa a elevação da sua área de estudo (botão direito do mouse sobre a camada, opção Properties)

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_03

Para Sergipe, temos os valores 1 e 728 que correspondem à altitude fornecida pelo modelo de elevação SRTM com resolução espacial de 30 metros.

Definição das Classes de Elevação para Sergipe

Você pode agrupar as classes para obter um melhor aproveitamento do seu mapa hipsométrico. Com os dados de amostra, vamos realizar a seguinte classificação:

  1. Relevo de 001 a 100 metros: classificar como 1
  2. Relevo de 100 a 200 metros: classificar como 2
  3. Relevo de 200 a 300 metros: classificar como 3
  4. Relevo de 300 a 400 metros: classificar como 4
  5. Relevo de 400 a 500 metros: classificar como 5
  6. Relevo de 500 a 600 metros: classificar como 6
  7. Relevo de 600 a 700 metros: classificar como 7
  8. Relevo de 700 a 728 metros: classificar como 8

Como você pode observar, as oito classes utilizadas para agrupar os valores de altimetria serão responsáveis pela classificação do MDE de Sergipe de uma representação raster contínua para uma representação discreta. Esta simplificação é obrigatória para quantificação de valores obtidos a partir de um conjunto de dados raster.

Formate um documento de texto no padrão do algoritmo Reclass by ASCII File. Basicamente, você precisa construir um modelo de texto semelhante ao meu para agrupar as classes de elevação da sua bacia hidrográfica, limite de município e/ou outra área de interesse.

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_04

De posse dessa informação, podemos converter o MDE em Hipsometria e avaliar os resultados.

Reclassificação do MDE no ArcGIS

De volta ao ArcToolbox, localize a ferramenta Reclass by ASCII File no seguinte caminho:

Spatial Analyst Tools – Reclass – Reclass by ASCII File

  1. No campo Input Raster, selecione o MDE;
  2. No campo Input ASCII remap file, selecione o arquivo que contém as classes;
  3. No campo Output Raster, indique um nome e um local de saída para o TIF;
  4. Marque a opção Change Missing Values to NoData pois esta é uma opção importante;
  5. Pressione o botão OK para executar o processo.

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_05

Resultado: os valores dos pixels serão agrupados e o raster hipsométrico será gerado:

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_06

Nos últimos passos, vamos atribuir um padrão de cores RGB para a hipsometria e salvar o Mapa de Cores. Este é um passo importante para os processos futuros.

Conceito de Raster Hipsométrico

Na apostila desenvolvida pela Comunidade SPRING, há o seguinte conceito:

Hipsometria_conceito

Definição de Cores para a Hipsometria

O trabalho começa pela definição de cores para cada classe seguindo um padrão RGB. Para Sergipe, vamos aplicar a mesma configuração presente na apostila do SPRING:

Hipsometria_cores

Para aplicar o padrão RGB, clique sobre uma cor e siga a orientação abaixo. Há uma lista de cores padrão do ArcGIS, mas precisamos ter acesso ao seletor de cores personalizadas. Faça a configuração necessária sem esquecer de verificar se o seletor RGB está habilitado (4):

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_08

Repita a operação e salve a rampa como arquivo Layer (*.lyr) para que não seja necessário configurar essas cores novamente. Além do estilo Layer, a legenda pode ser configurada para o tornar o mapa mais intuitivo. Assim, o mapa hipsométrico no ArcGIS será concluído com êxito.

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_09

Salvar o Mapa de Cores como Arquivo

No próximo tutorial, vamos ensinar a transformar um Mapa de Cores em imagem RGB. Este processo é importante para a multiplicação entre a hipsometria e o relevo sombreado, uma etapa que será executada no Photoshop e/ou Gimp.

arcgis_mapa_de_cores_para_representacao_hipsometrica_p1_07


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