Mapa de Kernel: O Que É e Como Produzir?
Mapa de kernel, diante de você encontra-se um artigo definitivo sobre o tema.
Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que são os mapas de kernel;
- Como funciona o algoritmo de Kernel;
- Quais as classes e cores utilizadas;
- Como funciona a densidade de kernel, características, aplicações e fórmulas;
- Quais as vantagens deste tipo de mapa;
- Como produzir mapas de kernel no ArcGIS e no QGIS;
- E muito mais.
Prossiga a leitura com máxima atenção.
O que é um mapa de kernel
Os mapas de densidade de Kernel são uma poderosa ferramenta para a análise espacial, constituindo-se em uma alternativa para análise geográfica do comportamento de padrões.
No caso, a palavra kernel é uma palavra de origem inglesa, que significa Núcleo, sendo que este termo faz referência a um método estatístico de estimação de curvas de densidades utilizado nas geotecnologias.
Neste método, cada uma das observações é ponderada pela distância em relação a um valor central, o núcleo.
Com isso, a intensidade pontual de determinado fenômeno em toda a região de estudo é plotado por meio métodos de interpolação, gerando um mapa temático.
Como resultado, tem-se uma visão geral da intensidade do processo em todas as regiões do mapa.
Mapa de Kernel – Funcionamento do algoritmo
O Cláudio Bento, em seu livro Compreendendo e avaliando projetos de segurança pública, informa que o algoritmo estatístico para geração dos mapas de Kernel pode ser resumido da seguinte maneira:
- Crie uma grade sobre o mapa a ser analisado;
- Para cada ponto da grade, identifique os pontos que estão a uma distância menor ou igual ao raio do círculo centrado nele;
- Para cada ponto encontrado dentro do círculo, calcule a função Kernel nesse ponto e acumule o resultado;
- O resultado da soma acumulada é o Kernel do ponto da grade.
Já Oliveira C. U. e Oliveira C. S. Informam que o estimador de densidade kernel desenha uma vizinhança circular ao redor da cada ponto da amostra, correspondendo ao raio de influência, e então é aplicada uma função matemática de 1, na posição do ponto, a 0, na fronteira da vizinhança.
O valor para a célula é a soma dos valores kernel sobrepostos, e divididos pela área de cada raio de pesquisa.
Classes e cores utilizadas em um mapa de kernel
Fonte da imagem: https://revistas.ufrj.br/index.php/EspacoAberto/article/viewFile/3473/8626
Para a produção de mapas de Kernel, normalmente se utiliza 5 classes, as quais variam de uma cor mais fria para uma cor mais quente.
A classificação normalmente é conforme o grau de intensidade do fenômeno em estudo, sendo normal utilizar-se as seguintes classes:
- Muito baixa;
- Baixa;
- Média;
- Alta e;
- Muito alta.
Quanto as cores utilizadas, normalmente utiliza-se cores que variam do azul ao vermelho ou do branco ao vermelho. A ideia é que cores mais frias estejam relacionadas a menor intensidade e cores mais quentes a maior intensidade.
Como funciona a densidade de kernel, características, aplicações e fórmulas
Fonte das imagens: https://pro.arcgis.com/en/pro-app/2.8/tool-reference/spatial-analyst/how-kernel-density-works.htm
Caso você deseje mergulhar mais fundo no algoritmo de densidade de kernel, a Esri produziu um artigo no qual aborda o tema de maneira única.
O mesmo está em inglês, porém é só você traduzir ele e deliciar-se com a leitura. Para acessar o mesmo é só clicar neste link.
Principais vantagens da utilização de um mapa de Kernel
O Anderson Medeiros em seu blog, cita 2 vantagens da utilização desta ferramenta. Segundo o mesmo:
- Quando existe uma concentração excessiva de pontos, a análise visual pode acabar sendo prejudicada. Por exemplo, em uma área um ponto pode estar na realidade representando várias ocorrências (casos de doenças, crimes, etc).
- A representação não fica limitada a áreas pré-definidas, como é o caso de polígonos de bairros ou municípios.
Como exemplo, o mesmo deu a imagem abaixo, a qual foi retirada do site WikiCrimes e ilustra a densidade da localização de crimes na região de Fortaleza/CE.
Perceba como o mesmo é de fácil interpretação e comprova as duas vantagens descritas acima.
Fonte da imagem:
Como produzir um mapa Kernel no ArcGIS e no QGIS
No vídeo abaixo o Rafael Adriano de Castro ensina a produzir este tipo de mapa no ArcGIS.
Como produzir um mapa Kernel no QGIS
Já neste outro vídeo, a Jocilene Barros mostra como gerar mapas do tipo kernel no QGIS.
Base cartográfica citada no vídeo:
https://portaldemapas.ibge.gov.br/portal.php#mapa222602
No caso do QGIS, conforme mostrado no vídeo acima, você precisará instalar o plugin mapa de calor (heatmap).
Fonte da imagem utilizada na montagem da capa do post: https://blogs.ubc.ca/geob479chicagoproject/analysis-and-results/
Mapa de Kernel – Artigos com diferentes aplicações
Fonte da imagem: https://www.geopantanal.cnptia.embrapa.br/Anais-Geopantanal/pdfs/p91.pdf
Como exemplo de artigo com aplicações dos mapas de kernel, temos o artigo produzido por Oliveira C. U. e Oliveira C. S. cujo objetivo foi analisar a densidade de pontos de incêndio localizados na bacia hidrográfica do rio Acaraú, nos anos de 2010 a 2015.
Já Vieira Et. Al. utilizaram mapas de kenel como uma alternativa ao monitoramento ambiental.
No caso, os mesmos analisaram a densidade das indústrias localizadas no estado de Mato Grosso do Sul que realizam poluição atmosférica.
Continue aprendendo a respeito de dados geoespaciais
Aqui no blog eu possuo centenas de artigos sobre Geotecnologias. Que tal aprender a respeito dos diferentes satélites e suas aplicações. Separei 8 artigos sobre diferentes satélites para você.
> RapidEye: Histórico, Características e Aplicações…
> Alos: Conheça este fabuloso satélite e suas imagens…
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> Landsat: histórico e aplicações…
> Ikonos: imagens, características e aplicações….
> GeoEye: um poderoso satélite com resolução espacial submétrica…
> QuickBird: Um satélite com uma alta resolução…
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É isso por este artigo. Gratidão por você ter lido o mesmo. 🙏
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Módulo 2: criando mapa de uso e ocupação do solo de propriedade rural
Módulo 3: cálculo de áreas, perímetros e distâncias de linhas no QGIS
Módulo 4: criando memorial descritivo de áreas e quadro analítico de forma automática no QGIS
Módulo 5: criando uma planta de macrozoneamento para licenciamento ambiental
Módulo 6: criando um mapa de proteção de área permanente (APP’s) de uma propriedade rural
Módulo 7: criando um mapa hipsométrico da sua área de interesse
Módulo 8: criando uma planta topográfica georreferenciada no QGIS
Módulo 9: layout de mapas – criando um mapa de bacias e sub bacias hidrográficas
Módulo 10: delimitação de bacias hidrográficas
Módulo 11: demarcação urbanística no QGIS
Módulo 12: mapa de classes de declividade (com MDE – Alos Palsar)
Módulo 13: mapa de prospecção de áreas para instalação de usinas solares fotovoltaicas
Módulo 14: elaborar mapa de classes de solo
Módulo 15: elaborar mapas de classes de fatores limitantes à mecanização agrícola dos solos
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