Selecção omissiva de strokes aplicada à generalização cartográfica de vias

Tese de mestrado em Engenharia Geográfica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011A primeira tarefa a executar para efectuar a Generalização Cartográfica de uma rede viária é a selecção omissiva das respectivas vias, operação onde são seleccionadas aquelas que se considerem suficientemente importantes para serem representadas na escala a que se destina a Generalização. Se tal problema está implicitamente resolvido para vias de reconhecida importância, o mesmo não se passa com aquelas que hierarquicamente são consideradas inferiores e cuja utilidade depende do enquadramento que têm com a sua vizinhança ou de factores estratégicos que tornem a sua representação indispensável. Para se poder definir a utilidade de cada elemento da rede viária, a avaliação a que cada um deles deve ser sujeito deve levar em consideração quatro tipos de informação: geométrica, topológica, temática e estatística, devendo cada um deles ter associadas características que sejam inicialmente disponibilizadas ou que sejam possíveis de medir de forma automatizada. Atendendo à estrutura da informação utilizada actualmente para a produção da carta série M782, Escala 1:50000 pelo IGeoE, foi utilizada pelo projecto aqui descrito uma metodologia de selecção omissiva que tem como unidade básica de medida o “Stroke”, que consiste num elemento linear criado a partir de diversos troços de via com continuidade direccional e ao qual pode ser atribuída uma relação funcional única. Definido o objecto de trabalho, foi necessário atribuir a cada Stroke características que representassem cada um dos grupos referidos para no fim lhe associar um valor único representante da sua importância para efeitos de reprodução gráfica. Para isso foi também necessário o estudo de diferentes metodologias para cálculo de densidade, de forma a providenciar ao algoritmo informação estatística que distinguisse a generalização cartográfica em áreas com diferentes tipos de densidades. Finalmente, foi necessária a aplicação persistente do algoritmo a uma amostra, cujos diferentes resultados comparados com os obtidos por meio do processo semi-automático possibilitaram a definição dos parâmetros ideais para o seu processamento. Por proposta paralela e como complemento do projecto principal, foi ainda efectuado um estudo sobre a identificação e substituição automática de rotundas e triângulos na rede viária, acabando essa tarefa por se demonstrar extremamente importante estando intimamente relacionada com a própria selecção omissiva.The objective of this project is to develop a methodological approach for the cartographic generalization of the geographic entity roads. The project was focused on the strategy for road selection. The first task to be performed in cartographic generalization of a road network is the selective omission procedure in which the roads are selected accordingly to their importance within the context and the scale. If this problem is implicitly solved for the most important roads (p.e. high-way, IPs “Itenerarios Principais”, ICs “Itenerarios Complementares”), the same cannot be assumed for less important roads, as the local urban roads or agricultural paths. In order to define the usefulness of each element of the road network, we have considered the following characteristics: geometry , topology, and theme. Considering the present day structure of cartographic data used to produce the 1:50000 scale (series M782) maps in the IGeoE, the selective omission was implemented using the “stroke” measure. The stroke measure is a sequence of segments (of the road network) built from several linear segments with directional continuity and the same function. For each stroke a set of characteristics was assigned related with the geometry, topology and theme aimed at the definition of a score. This score was later used to decide if the stroke will be or not selected to be represented given an empirical threshold. Several tests were made to select the “best” threshold. The threshold was chosen comparing the generalized map with a man made generalized map. Additionally to the main project several other small implementation procedures and algorithms were implemented. Among these, the identification and automatic replacement of round bouts and triangles on the road network was implement with success and is now routinely implement in the production chain of the IGeoE