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Melo, et al. Decifrando o georreferenciamento no ArcGIS. Revista MundoGEO. Curitiba: MundoGEO, ano 17, n. 81, mar./abr. 2015. (Conteúdo Complementar, on-line). Disponível em: <http://mundogeo.com/blog/2015/04/19/decifrando-o-georreferenciamento-no-arcgis/>. Acesso em: 03 jul. 2015. Decifrando o Georreferenciamento de carta topográfica no ArcGIS Danilo Heitor Caires Tinoco Bisneto Melo 1 Edmilson Martinho Volpi 2 Hailton Mello da Silva 1 Leonardo Araújo Menezes 1 Pablício Vieira Moura 1 1 Universidade Federal da Bahia UFBA Rua Barão de Jeremoabo, s/n, Campus Universitário de Ondina - Salvador - Bahia - Brasil, CEP: 40.170-020. [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] 2 Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, Rua Tiradentes, 2248 Boa Vista - São José do Rio Preto/SP CEP: 15025-050. [email protected] RESUMO: A inserção de dados geográficos num Sistema de Informação Geográfica se faz necessário que ele tenha referência espacial. Caso não esteja, necessita executar o processo de georreferenciamento. Atualmente, tal tarefa tornou-se rotineira nos SIG, sendo realizada de modo rápido e fácil. Porém, esta é uma tarefa fundamental e quando não realizada de maneira correta, compromete o resultado do trabalho, principalmente a qualidade cartográfica. O Objetivo deste trabalho é apresentar o processo de georreferenciamento de uma Carta Topográfica Digital, desde a sua inserção no software até o produto final, a Carta Topográfica Digital Georreferenciada. Para tanto, foi utilizada um mapa elaborado pelo IBGE. Para o desenvolvimento do georreferenciamento, foi selecionada a Carta Topográfica de Boquira, utilizando o software ArcGIS, versão 10.2 e o trabalho demonstrado passo a passo como realizar este processamento. PALAVRAS CHAVE: Sistema de Informação Geográfica. Georreferencimanto. Correção Geométrica. Padrão de Exatidão Cartográfica. 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.

Decifrando o Georreferenciamento No ArcGIS

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A inserção de dados geográficos num Sistema de Informação Geográfica se faz necessário que ele tenha referência espacial. Caso não esteja, necessita executar o processo de georreferenciamento. Atualmente, tal tarefa tornou-se rotineira nos SIG, sendo realizada de modo rápido e fácil. Porém, esta é uma tarefa fundamental e quando não realizada de maneira correta, compromete o resultado do trabalho, principalmente a qualidade cartográfica. O Objetivo deste trabalho é apresentar o processo de georreferenciamento de uma Carta Topográfica Digital, desde a sua inserção no software até o produto final, a Carta Topográfica Digital Georreferenciada. Para tanto, foi utilizada um mapa elaborado pelo IBGE. Para o desenvolvimento do georreferenciamento, foi selecionada a Carta Topográfica de Boquira, utilizando o software ArcGIS, versão 10.2 e o trabalho demonstrado passo a passo como realizar este processamento.

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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.

  • 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.

    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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    n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line). Disponvel em:

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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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    2015.

    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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    (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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    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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    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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    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.

  • 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.

    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).

  • 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.

    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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    n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line). Disponvel em:

    . Acesso em: 03 jul.

    2015.

    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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    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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    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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    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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    . Acesso em: 03 jul.

    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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    n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line). Disponvel em:

    . Acesso em: 03 jul.

    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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    . 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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    n. 81, mar./abr. 2015. (Contedo Complementar, on-line). 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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    . 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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    . Acesso em: 03 jul.

    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., 22 jun. 1984, Seo 1, p 4. Disponvel em:

    Acesso

    em: 21 out. 2013.

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    D'ALGE, J. C. L.. Cartografia para Geoprocessamento. In: CMARA, G.; DAVIS, C.; MONTEIRO, A. M. V.

    (Org.). Introduo a cincia da geoinformao. So Jos dos Campos: INPE, 2013. No paginado. Disponvel

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    . Acesso em: 03 jul.

    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.