Sistemas de Coordenadas no MapWindow GIS

A maioria das ferramentas de SIG open-source recorre à biblioteca PROJ, no que diz respeito à definição e transformação de sistemas de coordenadas. No entanto, para efectuar transformações que impliquem uma mudança de Datum, é necessário que o software disponha não só dos parâmetros de definição do sistema, como também dos parâmetros de transformação. Relativamente aos primeiros, a biblioteca PROJ é distribuída com os parâmetros associados aos códigos EPSG, sendo no entanto reduzido o número de códigos EPSG que tenham parâmetros de transformação associados. Assim, é necessário definir esses parâmetros de forma a que o resultado seja o esperado.

O MapWindow, ao utilizar a biblioteca PROJ, não é excepção e como tal vamos descrever uma forma de efectuar transformações de coordenadas no MapWindow que envolvam mudança de Datum.

Imaginemos que temos uma shapefile no sistema de coordenadas cartográficas Hayford-Gauss Datum Lisboa Militar e que queremos mudar o sistema para coordenadas geográficas WGS-84 (transformação muito útil para carregar dados no Google Earth).

1-Vamos criar um ficheiro com extensão prj, com o mesmo nome e na mesma directoria da shapefile.

2-Seguidamente, copiamos para o ficheiro prj o seguinte código:

PROJCS["Datum_Lx_Hayford_Gauss_IGeoE",
GEOGCS["GCS_Datum_Lisboa_Hayford", DATUM["D_Datum_Lisboa_Hayford",
SPHEROID["International_1924", 6378388.0, 297.0],
TOWGS84[-282.1,-72.2,119.95,-1.53,0.14,-0.89,-4.5]],
PRIMEM["Greenwich", 0.0],
UNIT["degree", 0.017453292519943295],
AXIS["Lon", EAST],
AXIS["Lat", NORTH]],
PROJECTION["Transverse_Mercator"],
PARAMETER["central_meridian", -8.13190611111111],
PARAMETER["latitude_of_origin", 39.6666666666667],
PARAMETER["scale_factor", 1.0],
PARAMETER["false_easting", 200000.0],
PARAMETER["false_northing", 300000.0], UNIT["m", 1.0], AXIS["x", EAST], AXIS["y", NORTH]]

Notem a existência do parâmetro TOWGS84 o qual raramente consta dos parâmetros EPSG. É este parâmetro que permite efectuar a mudança de Datum (neste caso recorrendo a uma transformação espacial de semelhança utilizando os parâmetros do Instituto Geográfico Português)

3-Abrimos o MapWindow e depois de activarmos o Plugin GISTOOLS selecionamos a opção Vector >> Reproject a Shapefile

4- Preencher o Menu da seguinte forma:

Category: Geographic Coordinate Systems

Group: World

Name: WGS 1984

5- Agora basta premir OK e a transformação é efectuada.


Nota: O MapWindow internamente foi associar ao nosso ficheiro inicial uma Custom Projection. Refira-se que a única forma de associar uma Custom Projection no MapWindow é através do ficheiro prj, pelo menos até à versão 4.6

WMS e Google: algumas considerações

É bem conhecido o facto de o Google Earth permitir aceder a serviços WMS, apesar de o respectivo menu estar bem escondido.

Outra questão bem diferente, mas particularmente interessante seria aceder às tiles do Google Earth, ou Maps, através de um serviço WMS. Apesar de, tanto quanto se sabe, tal não ser possível, ou seja, a existência de um sub-domínio de google.com através do qual o cliente solicite directamente ao servidor pedidos do tipo OGC WMS GetMap e OGC WMS GetCapabilities (pelo menos estes), resta-nos a possibilidade de utilizar as API disponibilizadas pela Google, com todas as limitações daí inerentes.

Alternativamente, é possível através de uma API independente (Openlayers, por exemplo) aceder às tiles do google, embora não explicitamente segundo um serviço WMS. Acresce apenas a necessidade de uma chave de registo da Google Maps API, a qual ficará associada ao site onde se pretende utilizar a respectiva API.

De forma a melhor ilustrar aquilo a que nos estamos a referir, deixo aqui este pequeno exemplo de selecção de diferentes layers do Google Maps utilizando Openlayers. LINK

PhotoSketch = Sketchup + PhotoSynth

O Sketchup é a ferramenta, por excelência, utilizada na geração de modelos tridimensionais para incorporação no Google Earth. Utiliza a projecção perspectiva de forma a auxiliar o utilizador na construção de um modelo 3D a partir de uma única imagem.

O PhotoSketch é descrito como um cruzamento entre o Sketchup e o PhotoSynth, na medida em que utiliza múltiplas imagens na criação de modelos com textura, através do reconhecimento automático de elementos correspondentes de forma a orientar no espaço as várias imagens. Os elementos correspondentes são reconhecidos através do algoritmo SIFT (Scale Invariant Feature Transform), sendo esse reconhecimento refinado através da metodologia RANSAC. Assim, obtém-se a orientação relativa entre imagens consecutivas. Depois de todas as imagens se encontrarem orientadas é efectuado um ajustamento por mínimos quadrados de forma a obter uma solução final consistente.

Ainda não existe qualquer versão deste software, nem qualquer artigo descrevendo o mesmo, mas existe uma apresentação em vídeo.

O coordenador do projecto, George Wolberg, estabelece a comparação entre o PhotoSketch e as técnicas convencionais oriundas da Fotogrametria, as quais caracteriza como manuais, lentas e de difícil realização com várias imagens.

J. Chris McGlone o qual é a fonte principal deste post, refere em tom de contra argumentação que quando estamos a realizar um ajustamento por mínimos quadrados (o qual, neste contexto, foi desenvolvido entre a comunidade de fotogrametristas) estamos de facto nos domínios da Fotogrametria.

Sistemas de Coordenadas no MapWindow GIS

A maioria das ferramentas de SIG open-source recorre à biblioteca PROJ, no que diz respeito à definição e transformação de sistemas de coordenadas. No entanto, para efectuar transformações que impliquem uma mudança de Datum, é necessário que o software disponha não só dos parâmetros de definição do sistema, como também dos parâmetros de transformação. Relativamente aos primeiros, a biblioteca PROJ é distribuída com os parâmetros associados aos códigos EPSG, sendo no entanto reduzido o número de códigos EPSG que tenham parâmetros de transformação associados. Assim, é necessário definir esses parâmetros de forma a que o resultado seja o esperado.

O MapWindow, ao utilizar a biblioteca PROJ, não é excepção e como tal vamos descrever uma forma de efectuar transformações de coordenadas no MapWindow que envolvam mudança de Datum.

Imaginemos que temos uma shapefile no sistema de coordenadas cartográficas Hayford-Gauss Datum Lisboa Militar e que queremos mudar o sistema para coordenadas geográficas WGS-84 (transformação muito útil para carregar dados no Google Earth).

1-Vamos criar um ficheiro com extensão prj, com o mesmo nome e na mesma directoria da shapefile.

2-Seguidamente, copiamos para o ficheiro prj o seguinte código:

PROJCS["Datum_Lx_Hayford_Gauss_IGeoE",
GEOGCS["GCS_Datum_Lisboa_Hayford", DATUM["D_Datum_Lisboa_Hayford",
SPHEROID["International_1924", 6378388.0, 297.0],
TOWGS84[-282.1,-72.2,119.95,-1.53,0.14,-0.89,-4.5]],
PRIMEM["Greenwich", 0.0],
UNIT["degree", 0.017453292519943295],
AXIS["Lon", EAST],
AXIS["Lat", NORTH]],
PROJECTION["Transverse_Mercator"],
PARAMETER["central_meridian", -8.13190611111111],
PARAMETER["latitude_of_origin", 39.6666666666667],
PARAMETER["scale_factor", 1.0],
PARAMETER["false_easting", 200000.0],
PARAMETER["false_northing", 300000.0], UNIT["m", 1.0], AXIS["x", EAST], AXIS["y", NORTH]]

Notem a existência do parâmetro TOWGS84 o qual raramente consta dos parâmetros EPSG. É este parâmetro que permite efectuar a mudança de Datum (neste caso recorrendo a uma transformação espacial de semelhança utilizando os parâmetros do Instituto Geográfico Português)

3-Abrimos o MapWindow e depois de activarmos o Plugin GISTOOLS selecionamos a opção Vector >> Reproject a Shapefile

4- Preencher o Menu da seguinte forma:

Category: Geographic Coordinate Systems

Group: World

Name: WGS 1984

5- Agora basta premir OK e a transformação é efectuada.


Nota: O MapWindow internamente foi associar ao nosso ficheiro inicial uma Custom Projection. Refira-se que a única forma de associar uma Custom Projection no MapWindow é através do ficheiro prj, pelo menos até à versão 4.6