QGIS - tutorial sobre preparação de mapas com quadrícula UTM WGS84

preparação de mapas com
quadrículas quilométricas UTM WGS84
para a apresentação em atlas de distribuição
TUTORIAL QGIS
preparado por Nuno de Santos Loureiro
DCTMA - FCT - Universidade do Algarve
nlourei@ualg.pt
últimarevisão:22Dezembro2015comQGIS2.12.1Lyon(OSX10.10.5)v.02.01

Enquadramento
A apresentação de mapas
temáticos e de atlas de
distribuição utilizando
quadrículas UTM WGS84 é
bastante comum.
A dimensão das quadrículas deve
ajustar-se à escala de apresentação
final da cartografia e também a
particularidades da informação a
representar e comunicar, como, por
exemplo, o detalhe e o rigor do
conhecimento sobre tal distribuição.
Quadrículas com 10 km de lado são
um padrão. Múltiplos e submúltiplos
(5, 2 e 1 km, por exemplo) são outras
opções para cartografia com maior
detalhe e rigor de informação.
Uma das importantes vantagens da
adopção de quadrículas quilométricas
UTM WGS84 é o facto das mesmas
estarem baseadas num sistema global
de coordenadas rectangulares planas.
Para escalas finais mais pequenas é
também frequente o uso de ‘quadrículas’
baseadas em sistemas de coordenadas
geográficas.
Mas, nesses casos, as ‘quadrículas’ não
são figuras geométricas simples nem têm
todas as mesmas dimensões...
distribuição do CAMALEÃO (Chamaeleo chamaeleon)
em Portugal continental
imagem retirada de:
Atlas de Anfíbios e Répteis de Portugal.
2010. Esfera do Caos Editores.
Coordenadores: A. Loureiro, N. F. de
Almeida, M. Carretero e O. S. Paulo.
foto:NunodeSantosLoureiro

SUMÁRIO
mapas com quadrículas quilométricas UTM WGS84 Nuno de Santos Loureiro
O presente TUTORIAL QGIS apresenta uma sequência de procedimentos para a
preparação de mapas com quadrículas quilométricas UTM WGS84.
Está baseado na concretização de um case study concreto:
● região do Algarve
● quadrículas UTM WGS84 com 2 km de lado
● distribuição de uma espécie de libélulas
São propostas duas soluções distintas e alternativas para a criação da grelha UTM
WGS84:
● mapa em que as quadrículas se restringem ao limite administrativo da
região, com as quadrículas periféricas apenas parcialmente representadas
● mapa com as quadrículas sempre completas, abarcando a totalidade da
região e extravasando-a quando necessário
São propostas duas opções distintas e alternativas para a preparação do mapa de
quadrículas:
● mapa com quadrículas com uma classificação simples, ou seja, em que
ocorre / não ocorre a espécie de libélulas
● mapa em que se assinala o número total de registos ou uma outra
característica particular em cada uma das quadrículas
Adicionalmente, são propostos procedimentos para integrar na tabela de atributos
da shapefile da espécie de libélulas as informações sobre as quadrículas em que se
inserem os registos das observações efectuadas.
É finalmente sugerida a utilização de uma shapefile adicional - a hipsometria da
região - como forma de enriquecer a informação a representar e comunicar.

1. TERRITÓRIO
2. grelha UTM WGS84

TERRITÓRIO
O primeiro procedimento é a criação de uma layer
(shapefile) da região do ALGARVE (distrito de
Faro), constituída por uma única ocorrência.
Para tal, a partir da CAOP 2015 (em polígonos),
eliminam-se os limites de freguesias e concelhos,
e pode-se depois simplificar a tabela de atributos.
A CAOP 2015 é fornecida
no sistema de coordenadas
ETRS89 / Portugal TM-06
(EPSG: 3763).
Como o segundo procedimento
é a preparação da quadrícula
quilométrica UTM WGS84,
torna-se muito conveniente
converter a shapefile para o
sistema de coordenadas UTM
WGS84. No caso de Portugal
continental é recomendável a
utilização do UTM WGS84 para
o Fuso 29 Hemisfério Norte.
Em QGIS a tarefa de conversão
é muito simples. Basta fazer
um Save as... e indicar o EPSG
da nova shapefile.
EPSG Code: 32629 WGS84 / UTM zone 29N
Area of Use: Between 12ºW and 6ºW, Northern Hemisphere (0 to 84ºN).
Reference CRS: WGS84 geographical 2D CRS. Status: Valid.
EPSG Code: 3763 ETRS89 / Portugal TM06
Area of Use: Portugal - mainland - onshore.
Reference CRS: WGS84 geographical 2D CRS. Status: Valid.
http://www.epsg-registry.org/

GRELHA UTM WGS84
Para a preparação da grelha UTM WGS84 o primeiro
passo é a identificação dos limites mínimos e máximos
nos dois eixos (X e Y).
A tarefa é muito simples: basta posicionar o cursor nos
limites esquerdo, direito, inferior e superior do território,
para se identificarem, respectivamente, Xmin
, Xmax
, Ymin
e
Ymax
.
limite identificado p/ polígonos c/ 2 km
Xmin
0500218 0500000
Xmax
0642649 0642000
Ymin
4091209 4092000
Ymax
4154575 4156000

GRELHA UTM WGS84
A produção da grelha UTM WGS84 é feita com o
simples recurso a uma funcionalidade do QGIS:
Embora o sistema de eixos das coordenadas
rectangulares planas seja, a partir da origem (0,0)
crescente da esquerda para a direita (eixo dos X) e de
baixo para cima (eixo dos Y), as células da grelha são
geradas de cima para baixo e da esquerda para a
direita.
Consequentemente, é necessário proceder a alguns
ajustamentos nos valores das coordenadas mínimas e
máximas, para fazer corresponder a grelha com o
próprio território.
O EPSG da
shapefile da
grelha é o
mesmo da
layer de
‘entrada’.
Tamanho das
células da
grelha. Como
o EPSG está
em coordena-
das rectangu-
lares planas
métricas,
2000 corres-
ponde a 2 km.
Nome da
shapefile da
grelha gerada
com a funcio-
nalidade...
A grelha pode ser gerada em linhas ou em polígonos. A opção por
uma ou outra hipótese está relacionada com o uso que se pretende
para a própria shapefile.
Neste case study pretende-se uma grelha de polígonos, para que
cada polígono venha a corresponder a uma parcela do território
onde ocorre ou não ocorre a espécie que está a ser representada...

GRELHA UTM WGS84
Grelha UTM WGS84 com quadrículas de 2 km de lado,
ou seja, 4 km2
.
O EPSG é 32629 e pode ser convertido para 3763...

GRELHA UTM WGS84
Em seguida é adequado eliminar as quadrículas que
não correspondem ao território algarvio. Existem duas
soluções distintas e alternativas:
1. mapa em que as quadrículas se restringem ao
limite administrativo da região, com as
quadrículas periféricas apenas parcialmente
representadas;
2. mapa com as quadrículas sempre completas,
correspondentes à totalidade da região.
A solução 1 é mais simples e toda executada em QGIS.
solução 1
Utiliza-se a funcionalidade Vector >>> Geoprocessing
Tools >>> Intersect...
que tem uma parametrização muito simples.

GRELHA UTM WGS84
Na imagem abaixo está evidenciada a grelha UTM
WGS84 com quadrículas de 2 km de lado obtidas
através da funcionalidade Intersect...
As quadrículas localizadas no limite da região não são
quadrados completos. Estão ajustadas à forma do
limite administrativo do Algarve.
solução 1

GRELHA UTM WGS84
A solução 2 implica o recurso ao GRASS e permite que
todas as quadrículas sejam quadrados completos,
independentemente de se posicionarem no interior ou
no limite da região algarvia.
Para aceder ao GRASS, no ambiente QGIS, utiliza-se a
funcionalidade Processing >>> Toolbox. O Processing
Toolbox tem de estar em Advanced interface para
que o GRASS esteja acessível...
No GRASS commands é necessário escolher
Vector (v.*) e depois v.select...
solução 2

GRELHA UTM WGS84
Na imagem abaixo está evidenciada a grelha UTM WGS84
com quadrículas de 2 km de lado obtidas através da
funcionalidade v.select do GRASS.
As quadrículas localizadas no limite da região são sempre
quadrados completos. Desde que uma parte do Algarve se
sobreponha (overlap) a uma quadrícula, a mesma surge
representada na sua totalidade.
solução 2

3. TEMA a cartografar

TEMA A CARTOGRAFAR
O tema a cartografar - a distribuição de uma espécie
de libélulas - pode estar baseado num ficheiro *.csv,
proveniente, por exemplo, de uma base de dados.
Nesse caso é necessário:
i. converter o ficheiro *.csv numa shapefile, e
ii. transformar essa shapefile para o mesmo EPSG da
grelha UTM WGS84.
O procedimento seguinte é identificar as quadrículas
de 2 km em que ocorreram observações da espécie a
representar.
Existem três opções distintas:
1. utilização da funcionalidade Vector >>> Data
Management Tools >>> Join attributes by location
2. utilização da funcionalidade v.select do GRASS
3. utilização da funcionalidade Spatial Join do plugin
MMQGIS
Os triângulos verdes correspondem a
locais (pontos) onde foi observada a
espécie de libélulas cuja distribui-
ção está a ser representada.

TEMA A CARTOGRAFAR
A opção 1 é simples e totalmente executada em QGIS.
Com a funcionalidade Join attributes by location é gerada
uma nova shapefile em que as quadrículas integram total ou
apenas parcialmente os atributos das duas layers iniciais...
opção 1
O resultado da funcionalidade Join attributes by location.
A verde as quadrículas onde ocorreram observações da espécie...

TEMA A CARTOGRAFAR
O principal inconveniente que existe na utilização da
funcionalidade Join attributes by location, com a
parametrização assinalada, reside no facto de que em
quadrículas onde existam várias observações apenas
uma (a primeira na tabela de atributos da respectiva
shapefile) fica registada na tabela de atributos da
shapefile gerada com a funcionalidade.
opção 1
3 observações na mesma quadrícula
1 observação na quadrícula
A consulta a uma quadrícula (a assinalada a amarelo) e
à informação disponível sobre a mesma na tabela de atributos
evidencia que das três observações apenas uma ficou registada...

Para tal é necessário, num primeiro passo, criar na tabela de
atributos da shapefile da grelha UTM WGS84 uma nova
coluna, contendo o referido número de código da
quadrícula.
A tarefa é muito simples e executada com o Field
Calculator...
A funcionalidade Vector >>> Data Management Tools >>>
Join attributes by location tem outras utilizações possíveis
e que podem ser muito úteis.
Por exemplo, integrar na tabela de atributos da shapefile
onde estão os registos associados às observações de campo
da espécie de libélulas uma nova coluna (atributo), onde fica
registado o número de código da quadrícula UTM WGS84 de
2 km em que cada observação ocorreu.
opção 1.B
Cada quadrícula tem já o
seu número de código. A
numeração é feita da
esquerda para a direita e
de cima para baixo...

Num segundo passo, utiliza-se novamente a funcionalidade
Join attributes by location, mas com uma parametrização
ligeiramente distinta.
A ordem das shapefiles na Target vector layer e na Join
vector layer surge invertida, por comparação com o
exercício anterior. A Output Shapefile será, consequente-
mente, uma shapefile de pontos e não de polígonos, mas
para cada registo (ponto) a tabela de atributos contém a
informação original e também a relativa à quadrícula em
que se integra o registo...
opção 1.B
Naturalmente que a principal utilidade deste procedimento é a integração da informação relativa às quadrículas UTM WGS84 de 2 km na
tabela de atributos da shapefile com os registos das observações da espécie de libélulas, e não a preparação de um mapa de quadrículas...

TEMA A CARTOGRAFAR
A opção 2 recorre à mesma funcionalidade do GRASS
que foi utilizada para gerar a shapefile de quadrículas
sempre completas, o v.select.
O resultado gráfico (mapa) é o mesmo da opção 1,
mas a tabela de atributos é distinta e mais simples...
Com a funcionalidade v.select do GRASS é gerada uma nova
shapefile em que as quadrículas integram apenas os
atributos da Input layer (A).
opção 2
O resultado da funcionalidade v.select do GRASS.
A verde as quadrículas onde ocorreram observações da espécie...

TEMA A CARTOGRAFAR
A opção 3 recorre a um plugin do QGIS, o MMQGIS, e
tem a vantagem adicional de possibilitar conhecer e,
consequentemente, representar o número de registos
ou eventualmente uma outra característica particular
que exista em cada quadrícula.
De referir que a apresentação de resultados em que o
número de registos seja apresentado tem implicações
de natureza distinta da do próprio uso do QGIS como
ferramenta de análise, apresentação e comunicação
de resultados.
Por exemplo, podem ser relevantes para a validade da
informação as técnicas e o eforço de amostragem que
tenha sido levado a cabo...
opção 3
A tabela de atributos da shapefile resultante associa
informação proveniente das duas layers iniciais e tem
uma coluna no final COUNT onde é feito o somatório
do número de registos por quadrícula.

4. base cartográfica

BASE CARTOGRÁFICA
Para finalizar a representação da distribuição de uma espécie de libélulas no Algarve, utilizando uma cartografia com
quadrículas UTM WGS84 de 2 km de lado, e para melhorar a qualidade da informação a apresentar e comunicar, é possível
recorrer a um outro tema como base cartográfica. Neste case study utilizou-se a hipsometria proveniente do ASTER GDEM.
Distribuição da libélula Onychogomphus forcipatus unguiculatus
no Algarve

ligações úteis
● QGIS (Quantum GIS) - ligação
● QGIS.PT (grupo de utilizadores de QGIS em língua portuguesa) - ligação
● Carta Administrativa Oficial de Portugal (CAOP) - Direcção-Geral do Território - ligação
● ASTER Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM) - ligação
Se tiver dúvidas, quiser fazer sugestões ou recomendar alterações não deixe de contactar!

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