PROF. ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS

Engenheiro Agrônomo - UFESMestrado em Meteorologia Agrícola – UFVDoutorado em Engenharia Agrícola - UFV

Capítulo 2

ADAPTADO POR ESTEVÃO GIACOMIN ALVES

Obs: Todos os Slides apresentados foram adaptados do livro “Fundamentos de Sistemas de Informações Geográficas”. Autor: José Iguelmar Miranda

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFESCENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DA UFES – CCA-UFES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL - ERU

Equipamentos de Entrada de dadosEquipamentos de Entrada de dados

• Equipamentos de entrada de dados são dispositivos que convertem dados analógicos e mapas no papel em mídia eletrônica ou digital.

O uso destes equipamentos não está limitado apenas à entrada de mapas.

EXISTEM QUATRO TIPOS DE DADOS QUE FAZEM PARTE DE UM SIG

TEXTUAIS; NUMÉRICOS; VETORIAIS; MATRICIAISOU RASTER;

A, B, C... 1, 2, 3 ...

Os procedimentos para aquisição e manipulação do Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados correspondem a aproximadamente 75% dos esforços físicos, financeiros e intelectuais de um projeto envolvendo SIG;

MESA DIGITALIZADORA

Interface física que permite a transformação de uma informação analógica em digital por meio de um processo manual.

A mesa é composta por uma superfície plana e um cursor que se movimenta.

As dimensões de uma mesa digitalizadora pode variar de 25 x 25 cm até 200 x 150 cm;

MESA DIGITALIZADORAMESA DIGITALIZADORA

A precisão estará limitada

Resolução da mesa

Prática do Operador

Precisão do dado

Quais parâmetros deve ser observados na escolha da mesa?

Estabilidade

Precisão

Linearidade

Resolução Desvio

Para iniciar o processo de captura de dados, o mapa é fixado na mesa digitalizadora e pontos de controle são identificados, tais como interseção de estradas e pontos geodésicos;

MESA DIGITALIZADORA

Na digitalização, as coordenadas dos pontos podem ser enviadas uma a uma (ponto) ou várias de uma vez (fluxo).

Pode assim digitalizar:. Ponto

RetasCurvas

Polígonos

PONTOS são capturados acionando-se uma vez o mouse; RETAS, digitalizando-se o primeiro e o último ponto; CURVAS são capturadas deslocando-se lentamente o mouse do início ao fim da curva, e POLÍGONOS, partindo-se de uma origem, transferindo-se todas as retas e curvas até retornar ao ponto inicial.

As coordenadas geradas pela mesa são relativas ao sistema de referência espacial do equipamento.

MESA DIGITALIZADORA

Rastreadores Óticos (scanners)

São dispositivos de entrada mais avançados e modernos.

Os rastreadores trabalham com o principio de que as marcas do mapa refletem um feixe de luz diferentemente das áreas que são brancas.

Os rastreadores são encontrados em diferentes tamanhos.

Rastreadores

Pedestais

Mesa

Plano

Tambor

Alimentação Contínua

Rastreadores de Pedestal

A informação do mapa é registrada por meio de um dispositivo fotossensível que se movimenta transversalmente sobre um braço, o qual, se desloca longitudinalmente sobre toda a área.

Plano

O equipamento está ligado a um computador

Rastreadores de Pedestal

Plano

O dispositivo fotossensível é constituído de um sistema óptico que capta a imagem e a projeta sobre um detector, que apresenta efeito fotoelétrico.

O dispositivo, ao ser iluminado, produz uma corrente elétrica de intensidade proporcional à luz incidente.

Para a reconstituição, a imagem original deve ser decomposta de acordo com um padrão regular, normalmente segundo linhas horizontais paralelas composta por células.

Rastreadores de Pedestal

Plano

Cada célula armazena um número que indica a presença/ausência de luz.

Os rastreadores podem ser bastantes precisos, contando com alta resolução, medida geralmente em pontos por polegadas (ppp).

Os rastreadores planos geralmente tem resolução muito boa. 500 a 1000ppp.

Rastreadores de Pedestal

Tambor

Empregam o mesmo processo dos rastreadores planos, mas o mapa a ser digitalizado é montado em um tambor.

A informação contida é registrada via coletores fotossensíveis acoplados em um braço, montado numa armação que se move na direção transversal.

No braço móvel incorpora uma fonte de iluminação e uma câmera digital com lentes de alta resolução.

Rastreadores de Pedestal

Tambor

Rastreadores de Pedestal

Tambor

Geralmente, a câmera possui sensores especiais (Charge Coupled Devices – CCDs)

CCD são semicondutores que traduzem fótons de luz em contadores de elétrons, que são registrados como valores digitais.

Rastreadores de tambor são menos precisos que as mesas

Rastreadores de tambor podem rastrear um mapa inteiro em 2 minutos.

Rastreadores de Pedestal

Alimentação Contínua

Os documentos são varridos quando passam através de uma linha de sensores.

Vantagem Desvantagem

Simples;Barato.

Menores resolução e precisão.

Principio Parecido com o das máquinas de fax

Saída de um Rastreador

Sempre é uma imagem bidimensional digital.

Imagem matricial detalhada de toda a área do mapa.

Rastreadores de mesa

Estrutura mais simples e mais barata.

Resolução e precisão limitados.

Mais apropriado para codificar documentos comuns.

Rastreadores de Documentos

CCD

CIS

CCD

Chip semicondutor CCD que captura e digitaliza as imagens, que são passadas para o chip através de um sistema ótico combinado entre lentes e espelhos.

ProblemasSistema ótico desalinhar;

Rastreador precisa ser alto.

CISSimples linha de sensores posicionada apenas um ou dois milímetros abaixo do documento.

Vantagem Desvantagem

Consome menos energia;Gabinete menor;

Baixa resolução (300-600 ppp)

Considerações Sobre Rastreadores

O processo de rastreamento é caro;

A imagem rastreada está longe da perfeição;

A codificação é sensível a tudo que aparece no mapa;

As vezes se faz necessário o redesenho do mapa, ou a remoção de excesso de dados.

A tendência atual e futura é o abandono da mesa digitalizadora.

PROBLEMAS ASSOCIADOS À CAPTURA DE DADOS PELA MESA DIGITALIZADORA

O meio analógico é instável, cada vez que o mapa é removido da mesa, a nova sessão deve iniciar pelo reconhecimento dos pontos de controle;

Nem sempre os mapas revelam precisão, por exemplo, em vales estreitos, torna-se muito difícil a separação entre riachos, estradas de ferro e rodovias que ocorram simultaneamente no vale;

A fadiga do operador deve ser levada em consideração;

Nem sempre os mapas originalmente foram desenhados para serem digitalizados.

Os mapas, com o passar do tempo, podem sofrer efeitos da dilatação térmica;

Vantagem do uso da combinação automático-manual

Não é necessário preparar o mapa com marcas do que será digitalizado;

Não é necessário fornecer novamente os pontos de controle;

Trabalhar com produto na forma digital evita diversos problemas e gastos que teriam na armazenagem de mapas.

Evita uma série de cuidados que necessita-se ter na mesa digitadora;

Equipamentos de Saída de dados

• A tecnologia de saída desenvolveu-se bem antes do aparecimento do SIG, que beneficiou-se e teve equipamentos a sua disposição.

Historicamente esse tecnologia foi desenvolvidas para o uso em CAD

Monitores Impressoras Traçadores gráficos

Existem tipos de saída efêmeras e permanentes.

MonitorO monitor de capacidade gráfica foi o primeiro equipamento gráfico disponível para computadores, antes eles só conseguiam mostrar caracteres alfanuméricos.

Evolução

Monitor

Processador gráfico

Memória de armazenamento

O dispositivo que manipula gráficos no computador é chamado de PLACA CONTROLADORA.

O monitor tem que estar preparado para suportar a resolução e quantidade de cores que a placa controladora tornar disponíveis.

Monitor

Uma imagem sintética é uma imagem de um objeto que existe na forma abstrata como uma coleção de pontos, linhas, curvas, que é armazenada na memoria principal – RAM.

Para cada ponto no monitor existe um controle de intensidade e de cor que deve aparecer.

Para aparecer algo no monitor, vários bits são usados da memória do controlador gráfico.

Monitor

VANTAGENS DO MONITOR

Interagir com o mapa, mudando cores, padrão de preenchimento, sombreamento e intensidade.

Permite o manuseio físico dos objetos gráficos com propósitos de saída.

Permite a visão prévia de como será a impressão final do documento.

Facilita melhoria, economizando tinta e papel.

Impressoras

Primeiros equipamentos de saída usada pelos computadores

Inicialmente usavam impressoras com tecnologia de impacto.

Com a demanda crescente por impressoras gráficas, desenvolveram tecnologias apropriadas.

Eletrostática Termais Laser Jato de tinta Tinta sólida

Eletrostática

Usam um sistema de carga eletrostática nos pontos, injetando-os sobre o papel.

Resolução de até 400ppp

Geralmente monocromáticas, pois a colorida requer preparação de arquivos separados por cores e o papel deve passar por quatro conjuntos de tintas antes de ser impresso.

Termais

Usam uma fita de tinta do tamanho de uma folha de papel oficio embebida com cera macia ou plástico contendo pigmentos coloridos.

Os pigmentos são sensíveis à temperatura, e o programa controla os 256 níveis de calor que cada pigmento recebe, determinando a quantia de cada pigmento em cada ponto.

Vantagem Termais

Resolução alta – 300ppp

Capacidade para formar 16 milhões de cores

Preço do equipamento

Desvantagem Termais

Maioria necessitam papel com película especial

Impressoras a laser

Raio laser percorre tambor fotossensível

Alguns pontos recebem cargas positivas pelo laser. Este laser positivamente carregado é pulverizado com partículas de tones carregados negativamente, que aderem no tambor.

Uma folha de papel positivamente carregada passa no tambor, atraindo as partículas do toner.

Calor e pressão são adicionados para fundir as partículas do tones ao papel.

Resolução varia de 300 a 600ppp

Impressoras a jato de tinta

Funcionam à base de injeção de gotículas de tinta através de pequenos orifícios.

As gotículas recebem cargas elétricas ao passar por placas carregadas.

Resolução de ate 600ppp

Tem relativamente baixo custo, porém geralmente são lentas.

A maioria das impressoras utilizam tecnologia de dois níveis. Isto significa que as cores básicas usadas pela impressora pode estar totalmente presente ou não, possibilitando assim oito cores possíveis para um ponto.

A simulação de outras cores é através de dithering, sombreamento diferente numa impressão pela mistura de diferente pontos coloridos.

Impressoras de tons contínuos, tais como as termas, não utilizam dithering.

Impressoras de tinta sólida

Se assemelham a algo como jatos de cera, onde funde a cera sólida, produzindo um jato de cera líquida na pagina.

A cera então é secada por um dispositivo de resfriamento.

Oferecem baixa resolução.

Traçadores gráficos

São dispositivos de saída que produzem cópias de dados geográficos em papel ou filme.

Existem dois tipos de traçadores: de pena e matricial

Substituição das penas como dispositivo de desenho para jatos de tinta.

Vantagem Matricial

Rápidos

Silenciosos

Desenham dados vetoriais e matriciais

Econômico

Boa precisão

Boa qualidade cartográfica

Como montar a base de dados no ambiente SIG

Regra 1: Qual a finalidade da base de dados

Regra 2: Especificar os objetivos antes de selecionar os mapas.

Regra 3: Não usar dados de fontes duvidosas quando existem dados de fontes convencionais.

Regra 4: Usar o dado mais preciso para construir a base de dados.

Regra 5: O nível de precisão dos dados interfere nos resultados esperados.

Regra 6: quando possível, usar o mesmo mapa planialtimétrico para inserir diferentes planos de informação a base de dados.

Regra 7: os planos de informações da base de dados devem ser os mais específicos possíveis.