Esse artigo descreve mais detalhadamente o material e método usado na realização do mapa da Ilha de calor de Manaus publicado na secção Mapa da vez da revista FOSSGIS Brasil n3.
Estou terminando redigir, sejam paciente…

LOCATION e REGION sâo usados no seus sentidos no GRASS-GIS
A imagem Landsat5 é baixada do INPE-DGI. Com os objetivos de tratamento é importante que não apresenta nuvens densas acima da área urbana e nuvens difusas (tipo rachaduras de cirrus). Os primeiros mostram valores alteradas inclusive nas áreas de controle e os segundo serão areas sem informação sobre a Temperatura de superficie na cidade.
Em GRASS-GIS: importação das bandas Landsat5, calculo de temperatura de superfície e georreferenciamento.
Criação de uma LOCATION temporária baseada numa banda de resolução 30m, e importação das bandas 1 a 7.
Calculo da temperatura de superficie. GRASS têm uma função (i.landsat.toar) por isso. Mas usei a sequencia de Markus Neteler and Helena Mitasova (capitulo 9.4.3 p. 228 « Application: Deriving a surface temperature map from thermal channel » na segunda ediçâo (2004) , Open Source GIS: A GRASS GIS Approach. (permanece na terceira edição, p.300).
r.mapcalc « Ls5_201108_B6rad=0.0551584*LANDSAT_5_TM_20110831_231_062_L2_BAND6+1.2378″
r.mapcalc « Ls5_201108_B6K=1260.56 /(log (607.76/ Ls5_201108_B6rad@PERMANENT + 1.)) »
r.mapcalc « Ls5_201108_B6C=Ls5_201108_B6K@PERMANENT – 273.15″
Com as bandas 1,4 e 7 e r.composite se realiza uma composição colorida.
O conjunto de camadas (bandas 1 a 7, banda de temperatura de superfície, composição) e agrupado num GROUP (Imagery > Create images and group s> Criate group).
Numa LOCATION com datum e projeção ad-hoc da sua área de trabalho, se usa Arquivo > georeferenciar para iniciar a ferramenta de georeferenciamento. Prestar atenção às bordas e a resolução da REGION. Uma opçâo permite de restringir a area georreferenciada à área da REGION e dessa forma recorta a imagem na área de trabalho. No mapa apresentado sobre Manaus, a região abrange a cidade mais as áreas de controle. A resolução é de 30m no momento da importação/georreferenciamento. O Geocoding e de 2d ordem, com o método nearest, (o RMS de 23m, sendo que fora da área urbanizada os pontos de referencia são difficile de encontrar devido a própria configuração do tereno: floresta, floresta, floresta,..). Como referencia dentro da área urbana se usou indiretamente camadas de OpenStreetMap. A composição colorida 1,4,7 é usada para o encontro de GCP na imagem Landsat5.
A camada de Temperatura de superfície é exportada em geoTiff (opção Float32 para guardar os valores decimais de temperatura).
Em SAGA: Calculo da temperatura regional de superficie
Importar a camada de temperatura (Module > Files > GDAL/OGR > GDAL:Import Raster)
Importar as áreas periféricas de calibração. Manaus sendo uma ilha urbanizada no meio de áreas florestadas, foram escolhida 8 áreas (fazem 10517 pixeis de 30m) em locais inalterados.
Se usa a funçâo « Shape > Grid > Grid statistics for polygones » para calcular a temperatura media em cada area de controle. A media desses e a estimativa da temperatura de superfície regional.
Em GRASS-GIS: calculo de uma camada de temperaturas relativas de superfície
A função mapcalc é usada para diminuir os valores da temperatura de superfície regional. Para produzir uma camada de temperatura de superfície relativa. E novamente exportada em GeoTiff.
Com qGIS, PostgrSQL/PostGIS: preparação de uma camada valida de bairros.
Precisa-se de uma camada de bairros de forma a calcular os bairros com maior temperatura de superfície. Outros unidades espaciais de referencia podem ser usada, como zonas, UDH (Unidade de Desenvolvimento Humano), ou qualquer outro recorte espacial relevante.
Para os bairros, uma verificação de geometria é necessária. No caso de Manaus, foi usado o shapefile de setores censitários urbanos de Manaus do IBGE. O próprio formato shapefile individualiza o delineamento de cada polígono que podem ser disjuntos ou sobrepostos, sem que seja visível, o que gera valores calculadas erradas quando cruzado com um Raster. O processo de limpeza usou qGIS e PostgreSQL/PostGIS que armazena nosso banco de dado vetorial da cidade.
Para essa limpeza usamos o plugin ftools de qGIS e a funçâo: Vetores>Ferramenta de geometria> Verificar a validade da geometria. Cada setor censitário identificado com problema foi verificado e manualmente corregido usando o descritivo (em pdf) do setor.
PostgrSQL/PostGIS: uma funçâo de agrupamento baseado numa parte do ID do setor é usado para criar a camada de bairros.
E exportada em shapefile (esta vez perfeito!) e importada em SAGA.
Em SAGA: calculo da temperatura de superfície relativa por bairro
Importação da camada de temperatura relativa de superficie
A camada de bairros é importada.
Mesmo procedimento que anteriormente para calcular media, mas estavez com a opçâo « quartil » para calcular o Q75.
Exportação em shapefile do mapa de bairros com informaçâoes de quartis da temperatura de superficie
Em GRASS: export da camada vetorial de pontos com valores de temperatura de superfície relativa
A REGION é configurada com pixeis de 120m, conforma a resoluçâo da banda Landsat6.
A função r.to.vect (Arquivos>Conversâo de camadas e volumes>Matricial para vetorial) é usada com tipo « point » para criar uma camada de pontos, centroides de cada pixel de 120m, com o atributo de valor de temperatura relativa.
E exportado em shapefiles.
Em qGIS: calculo de uma camada interpolada de temperatura de superficie relativa
Importação do shapefile da camada vetorial de pontos no qGIS. Plugin Extençâo de interpolaçâo.
Se usou a configuração padrão, somente definindo a resolução do raster produzido: sendo que o input é baseado numa resolução de 120m, querendo um output de 10m, multipliquei os números de pixeis vertical e horizontal por 12.
Em qGIS: mapa e legenda
Uso a estrategia: o que é georreferenciado é produzido numa aplicação SIG, o resto numa aplicação de desenho vetorial (Inkscape) ou raster (gimp)
O mapa contem dois elementos:
- o desenho dos bairros, com identificado em rachaduras os bairros com maiores quartil75
- o raster de temperatura de superficie interpolada
Não têm nada especial na composição com o bairros e a legenda é realizada no « compositor ».
Dois plugins sâo usados para a aparencia e a legenda do raster de temperatura de superficie calibrado.
One band colour table permite de atribuir uma gama de cor a um raster.
Colour Scale Barre (experimental) permite de produzir uma legenda. Como estipulado pelo autor do plugin, nâo pretende ofereer uma saida optimal de uma vez. Vârios teste sâo necessario. Usuario de unix/linux, o txt produzido pelo One band colour table é com final de letra unix e têm que ser aberto num editor de texto e gravado com fin de linha windows para funcionar no Colour scale Barre. as cifras na legenda têm que ser verificados com a realidade (obrigado Felipe!) (sera que é problema de « , » ou « . » ?).
Final com GIMP e Inkscape.
Os diferentes elementos das imagens (principal, segundaria, e legenda do raster) sâo finalizado em GIMP, sempre com a ideia do tamanho final e dos 300dpi. Um inch=2,54cm e precisa de 300 pixeis.
Tudos os elementos e a legenda sâo reunidos com Inkscape e exportado em png/300 dpi.
FAQ:
P: Porque nâo calcular as temperaturas na LOCATION definitiva, depois do georeferenciamento ?
R: O georreferenciamento, dependendo do método usado, reatribui os valores de DN de cada pixeis. Esses valores recalculadas não são diretamente o valores dada pelo censor. Derivando a temperatura de superfície a partir dos valores DN original, garantia uma aplicação direta do calculo sobre o valor pelo qual foi criado.
P: Porque usar SAGA para calcular as estatisticas de poligonos
R: Em GRASS 6 esse calculo é (ou estava) muito longo, por um motivo que esqueci. Toma menos de um segundo em SAGA.