Os produtos obtidos a partir de grades (triangulares ou retangulares) estão distribuídas por funções, disponíveis a partir do menu principal do módulo "Spring", e requerem que o plano de informação tenha a representação Grade ou Tin, disponível no "Painel de Controle". Assim, caso não tenha uma grade disponível, veja como fazer para criá-la adequadamente.
Consulte também:
Como obter informações conceituais do sistema.
Como gerar grade Retângular
Como gerar Grade Triangular
Sobre Grades e Interpoladores.
Veja como gerar Imagem NC/Sombreada no SPRING
Analisar uma grade retangular ou triangular simplesmente não dá uma idéia do todo, isto é, do parâmetros que se está modelando, por isso é conveniente ao interprete transformar a grade em um produto mais agradável de ser analisada.
O SPRING permite gerar imagens em níveis de cinza (NC) a partir de um MNT considerando o intervalo entre 0 (preto) e 255 (branco), isto é, números reais da grade são transformados em valores inteiros, dentro do intervalo de NC, ou ainda em uma imagem sombreada onde se considera o ângulo azimutal e de elevação de uma fonte luminosa.
A geração de imagem para um modelo numérico de terreno, onde os pixels conterão níveis de cinza, consiste em distribuir os valores mínimos e máximos das cotas, obtidas a partir da grade retangular, em níves de cinza de 0 a 256 utilizando uma equação linear (y=ax+b).
A resolução (em metros) da imagem de saída terá a mesma da grade retangular a que a gerou. Para gerar uma imagem com resolução xy diferente da original é necessário gerar outra grade com a resolução desejada, e depois gerar a imagem em nível de cinza. Isto porque cada célula da grade corresponderá exatamente a um pixel na imagem de saída onde os valores mínimos de cota serão representados por pixels escuros e os valores máximos por pixels claros.
As figura abaixo mostra uma janela do SPRING com as amostras (isolinhas + pontos cotados) e a imagem em níveis de cinza obtida após gerar uma grade com essas amostras.
A imagem sombreada gerada a partir de um modelo numérico de terreno no SPRING possibilita visualizar as diferenças de relevo em uma dada região. A imagem sombreada é gerada a partir de uma grade regular sobre a qual é aplicado um modelo de iluminação. Este modelo de iluminação determina a intensidade de luz refletida em um ponto da superfície considerando uma determinada fonte de luz. O modelo depende da fonte de luz, que podem ser a luz ambiente ou outra fonte de luz, e da reflexão da superfície.
A luz ambiente proporciona uma intensidade de iluminação a da superfície e pode ser modelada por I =IaKa.., onde Ia é a intensidade da luz ambiente e Ka é o coeficiente de reflexão do material. A reflexão depende do material da superfície (Kd), da intensidade da fonte de luz (Ip) e do ângulo entre a direção da fonte da luz e a normal à superfície (cosq), sendo dada pela equação IpKdcosq. O modelo de iluminação composto pela luz ambiente pela reflexão é dado pela equação a seguir, onde Kd é considerada igual para qualquer superfície:
I =IaKa + IpKdcosq,
A direção da fonte da luz é definida a partir do azimute, a partir do Norte (eixo y), medido no sentido horário e do ângulo de elevação medido a partir do plano xy. No SPRING a intensidade mínima de iluminação da superfície é igual a IaKd, equivalente ao ao nível de cinza 30, ou seja, quando o ângulo entre a fonte de luz e a normal a superfíce é 90°. A intensidade de luz máxima equivale ao nível de cinza 230 e ocorre quando IpKdcosq corresponde ao nível de cinza 200, ou seja quando o ângulo entre a fonte de luz e a normal à superfície é 0°.
Para o cálculo do cosseno de q, ou seja o ângulo entre a normal à superfície e a direção da fonte de luz é elaborado o produto escalar cosq = N . L , onde o vetor N é calculado em função das derivadas parciais dos valores de x, y e z da grade retangular , os quais são constantes para cada célula. E o vetor L definido a partir da direção do observador, ou seja o azimute q, medido no sentido horário a partir de y, e do ângulo elevação a partir do plano xy.
O exagero de relevo é útilizado para aumentar a escala vertical em relação à escala horizontal da imagem sombreada, o que possibilita melhorar a vizualização de formas e estruturas da superfície quando não realçadas na escala original. Este exagero provoca um acréscimo no valor angular na inclinação original da superfície e é calculado a partir do fator f obtido na equação a seguir:
onde:
q é o ângulo de inclinação da superfície zi é o valor de elevação do i-ésimo ponto da grade. f é o valor do fator de exagero R é o valor do elemento de resolução da grade
A figura abaixo mostra a janela do SPRING com uma imagem sombreada, com os seguintes parâmetros de iluminação: Azimute (graus) = 45, Elevação (graus) = 45 e Exagero de Relevo: = 2.70.
Produtos de MNT
Veja como gerar uma Declividade/Aspecto no SPRING
Declividade é a inclinação da superfície do terreno em relação ao plano horizontal. Considerando um modelo numerico de terreno (MNT) de dados altimétricos extraídos de uma carta topográfica e traçando um plano tangente a esta superfície num determinado ponto (P), a declividade em P corresponderá a inclinação deste plano em relação ao plano horizontal.
Em algumas aplicações geológicas, geomorfológicas e etc. é necessário encontrar regiões pouco acidentadas ou regiões que estejam expostas ao sol durante um determinado período do dia. Para responder estas questões a declividade conta com duas componentes: o gradiente e a exposição.
O gradiente é a taxa máxima de variação no valor da elevação, pode ser medido em grau (0 a 90°) ou em porcentagem (%), no SPRING é referenciado como declividade, e a exposição é a direção dessa variação medida em graus (0 a 360°).
As duas componentes de declividade (gradiente e aspecto) são calculadas a partir de derivadas parciais de primeira e segunda ordem obtidas de uma grade (retangular ou triangular) resultante dos valores de altitude da superfície. Para cada ponto desta grade são calculadas as derivadas parciais, computando-se os valores de altitude em uma janela de 3 x 3 pontos que se desloca sucessivamente sobre a grade. O resultado corresponde a duas novas grades, uma de gradiente e outra de exposição.
A declividade, ou gradiente, é calculada a partir da equação:
O gradiente é dado pela equação:
Onde z é a altitude e x e y as coordenadas axiais.
A exposição é dada pela equação:
Estas derivadas parciais são calculadas diferentemente de acordo com o tipo de grade (retangular ou triangular) original.
São necessários os seguintes procedimentos para um mapa de declividade ou exposição (veja figura abaixo):
Produtos de MNT
O fatiamento consiste em gerar uma imagem temática a partir de uma grade retangular. Os temas da imagem temática resultante correspondem a intervalos de valores de cotas, chamados no SPRING de fatias (veja figura abaixo). Desta forma, um Plano de Informação da categoria numérica originará um Plano de Informação de categoria temática representando um aspecto particular do modelo numérico de terreno, consequentemente cada fatia deve ser associada a uma classe temática previamente definida no Esquema conceitual do Banco de Dados ativo.
Veja como executar Fatiamento no SPRING
A definição dos intervalos de cotas ou fatias, dependerá da variação dos valores da grade que se deseja destacar. Uma imagem temática resultante do fatiamento da grade proporciona uma visão pictórica do modelo, ao mesmo tempo que em se tratando de um Plano de Informação temático, poderá ser utilizado em operações booleanas do tipo cruzamento de dados temáticos. O fatiamento também pode ser realizado através de operações definidas pelo usuário na álgebra de campos, utilizando um programa em LEGAL.
Para definição dos intervalos de cotas, há facilidade no SPRING para editá-los de dois modos: fixo e variável. No modo fixo o usuário define manualmente o intervalo entre cotas desejado, enquanto no modo variável, os intervalos dos valores de cotas são equidistribuidos automaticamente de acordo com o passo fornecido.
Produtos de MNT
Veja como executar Geração de Isolinhas no SPRING
As Isolinhas são curvas que unem entre si pontos da superfície que tenham o mesmo valor de cota (veja figura abaixo).
O significado do valor da cota depende da magnitude física da superfície que se pretende modelar. Assim para uma superfície que representa temperatura se obtém isotermas, para previsão atmosférica, as isóbaras; para altimetria do terreno, as curvas de níveis, etc.
As isolinhas podem ser visualizadas como sendo a projeção no plano (x,y) das interseções entre a superfície e uma família de planos horizontais equidistantes (veja figura abaixo).
As curvas de isovalores possuem algumas propriedades importantes entre elas: todas são fechadas, a menos que interceptem as fronteiras de definição do mapa e nunca se cruzam.
O SPRING gera isolinhas ou curvas de isovalores a partir de um modelo numérico de terreno (MNT) na forma de grade retângular ou triangular utilizando o método das células
. Neste método, para cada célula são geradas todas as curvas de isovalor que interceptam esta célula. Os segmentos de reta são armazenados para, em uma fase final, serem ligados formando uma curva fechada de isovalor (caso não atinjam a fronteira da região de interesse) (veja figura abaixo).
Produtos de MNT
Veja como executar a Vizualização 3D no SPRING
Esta função permite visualizar dados em três dimensões (imagens monocromáticas ou composições coloridas), com a possibilidade de alterar a posição do observador. A visualização 3D é obtida a partir da seleção de duas imagens, imagem relevo e imagem textura. O plano de informação que contém a imagem relevo subsidiará a visualização 3D de forma a permitir o efeito de elevação da superfície, enquanto o plano de informação que contém a imagem textura apresentará a superfície que será vizualizada em 3D.
A figura abaixo mostra a resultado de uma vista 3D, em projeção paralela, de uma imagem sombreada sobreposta a grade de altimetria. Somente PIs do modelo imagem poderão ser utilizados para esta função.
Os seguintes pré-requisitos são necesários para a visualização 3D:
Produtos de MNT
Veja como executar o Cálculo de Perfil no SPRING
Um dado do tipo MNT, como uma superfície topográfica, pode ser representada através de perfis que descrevem a elevação dos pontos (valor de z) ao longo de uma linha. Este aplicativo é realizado sobre dados do modelo numérico (grades ou isolinhas) no formato raster, expondo-se em um gráfico o valor de z equivalente aos pontos que definem a trajetória.
O perfil é traçado a partir de um trajeto de linha definido pelo usuário ou a partir de linhas que foram previamente digitalizadas e que pertençam a dados do modelo temático, cadastral ou rede.
Para considerar as linhas dos Planos de informação dos modelos citados é necessário que eles estejam ativos em uma única tela de visualização.
Podem ser selecionados até 5 trajetórias em um mesmo PI e seus perfis expostos em um único gráfico. Os gráficos expostos ainda não podem ser impressos diretamente do SPRING, mas sugere-se utilizar qualquer aplicativo de captura de tela, como o "xv" 
ou ALT+PrintScreen 
, para armazenar o gráfico em um arquivo.
Produtos de MNT
O cálculo do volume no SPRING é elaborado a partir de áreas, ou seja polígonos fechados do modelo temático ou cadastral e grades retangulares ou triangulares do modelo númerico. A partir de uma grade é calculado o valor central de cada célula da grade, correspondente a altura (eixo z), multiplicada pelo valor da área disponível. Dessa forma, o volume é dado pela seguinte eguação:
Veja como executar o Cálculo de Volume no SPRING
Vt = Ac*Z1 + Ac*Z2 + Ac*Z3 + ...Ac*Zn
Vt = volume total da área;
Ac = constante, é o valor da área correspondente à cada célula;
Zi = é o valor da altura de cada célula, calculado de acordo com o interpolador utilizado (ver capítulo 2, volume 3).
n= número de célula
logo tem-se que,
O volume de corte e o volume de aterro são calculados considerando uma cota base fornecida pelo usuário. A parte superior da cota base corresponde ao volume de corte, enquanto a cota inferior ao volume de aterro.
A cota ideal indica o valor mais adequado para que o volume do desmonte a ser realizado na área de corte seja depositado na área de aterro, de forma a manter um equilibrio de massas entre o volume de material retirado e depositado. A cota ideal (Ci) é calculada pela seguinte equação:
Os volumes podem ser calculados para todas as áreas de um PI (volume total) ou para as áreas selecionadas com o cursor (volume parcial).
Os resultados são apresentados em uma tabela e podem ser gravados em disco. Os cálculos de volumes com Barragens e Represas não encontram-se disponíveis nesta versão.
Produtos de MNT
Consulte também:
Como editar um PI de MNT
Como gerar grade Retângular
Como gerar Grade Triangular
Grades de MNT no SPRING