Skip to content

Commit

Permalink
EN version link
Browse files Browse the repository at this point in the history 
e link para SRTM NASA
  • Loading branch information
@temospena
temospena committed Nov 12, 2020
1 parent ca059f0 commit 10ecb8d
Show file tree
Hide file tree
Showing 4 changed files with 105 additions and 52 deletions.
9 changes: 6 additions & 3 deletions README.Rmd
View file
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -19,13 +19,15 @@ Recomenda-se estes dois softwares:
* [R project](https://www.r-project.org/)
* [QGIS](https://qgis.org/en/site/)

_For an english version, check this [quick script](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/code/slopes_iow.R)._

## Perparação dos ficheiros
### Rede Viária
A rede viária pode ser obtida de várias formas. Em primeiro lugar, experimentar procurar nos "dados abertos" da câmara municipal em questão. Esses dados estão normalmente _limpos_ e actualizados.

Caso não estejam disponíveis, pode-se usar os dados abertos do [**Open Steet Map**](https://www.openstreetmap.org/) (OSM).
O problema é que a rede viária normalmente tem de ser _limpa_. Por exemplo, faz sentido manter as escadas, os túneis e auto-estradas para caminhos em bicicleta? **Ver o tutorial de como extrair e limpar uma rede viária do OSM, usando apenas o _R_**: [tutorials/OSMextract_prepare.md](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/tutorials/OSMextract_prepare.md).
O problema é que a rede viária normalmente tem de ser _limpa_. Por exemplo, faz sentido manter as escadas, os túneis e auto-estradas para caminhos em bicicleta?
**Ver o tutorial de como extrair e limpar uma rede viária do OSM, usando apenas o _R_**: [tutorials/OSMextract_prepare.md](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/tutorials/OSMextract_prepare.md).

Ou então, pode-se recorrer ao **QGIS** (outro software livre de Sistemas de Informação Geográfica), e instalar um plugin [**OSM donwloader**](https://plugins.qgis.org/plugins/OSMDownloader/). Instalar um plugin no QGIS [é simples](https://docs.qgis.org/3.10/en/docs/training_manual/qgis_plugins/fetching_plugins.html).

Expand All @@ -34,7 +36,7 @@ Para o Porto, o ficheiro `RedeViariaPorto_osm.shp` já foi limpo segundo o [tuto
### Modelo Digital do Terreno
Estes raster são difíceis de obter gratuitamente para resoluções melhores. Para o caso de uma Rede Viária, seria bom ter um raster com células de 10metros ou menos.

Os dados do SRTM (_Shuttle Radar Topography Mission_), uma missão da NASA, estão [disponíveis gratuitamente](https://gisgeography.com/srtm-shuttle-radar-topography-mission/), mas para uma resolução de 25 a 30m, com erro da altimetria vertical de 16m.
Os dados do SRTM (_Shuttle Radar Topography Mission_), uma missão da NASA, estão [disponíveis gratuitamente](https://gisgeography.com/srtm-shuttle-radar-topography-mission/), mas para uma resolução de 25 a 30m, com erro da altimetria vertical de 16m - [saber mais](https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/).
Para fazer donwload do _tile_ correcto, pode-se também recorrer a um outro plugin do QGIS, o [SRTM-Donwloader](https://plugins.qgis.org/plugins/SRTM-Downloader/), e pedir para guardar o raster que cobre a shapefile da rede viária - é uma opção no QGIS.

Como o raster cobre uma área bem maior do que necessitamos (ver ficheiro `N41W009.hgt`), podemos sempre fazer um _clip_ para ficar com dimensões mais adequadas à nossa análise: `Raster > Extraction > Clip Raster by Extent`
Expand Down Expand Up @@ -140,7 +142,8 @@ tm_shape(RedeViaria) +
palette = palredgreen, #palete de cores
lwd = 2, #espessura das linhas
title.col = "Declive [%]",
popup.vars = c("Declive: " = "declive",
popup.vars = c("Tipo :" = "highway",
"Declive: " = "declive",
"Classe: " = "declive_class"),
popup.format = list(digits = 1),
# id = "declive"
Expand Down
148 changes: 99 additions & 49 deletions README.md
View file
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -3,43 +3,78 @@ Declives RedeViaria

Mapas com os declives de uma rede viária

Este repositório explica como produzir um mapa de declives de uma rede viária em *open source software*, usando como exemplo o caso da cidade do Porto.
Este repositório explica como produzir um mapa de declives de uma rede
viária em *open source software*, usando como exemplo o caso da cidade
do Porto.
Para criar o mapa de declives, são necessários dois ficheiros:

- Rede viária, em shapefile ou outro formato vectorial
- Modelo Digital do Terreno ou de Elevação (MDT, DEM), em raster (tif ou outro)
- Modelo Digital do Terreno ou de Elevação (MDT, DEM), em raster (tif
ou outro)

Recomenda-se estes dois softwares:

- [R project](https://www.r-project.org/)
- [QGIS](https://qgis.org/en/site/)

Perparação dos ficheiros
------------------------
*For an english version, check this [quick
script](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/code/slopes_iow.R).*

### Rede Viária

A rede viária pode ser obtida de várias formas. Em primeiro lugar, experimentar procurar nos "dados abertos" da câmara municipal em questão. Esses dados estão normalmente *limpos* e actualizados.

Caso não estejam disponíveis, pode-se usar os dados abertos do [**Open Steet Map**](https://www.openstreetmap.org/) (OSM).
O problema é que a rede viária normalmente tem de ser *limpa*. Por exemplo, faz sentido manter as escadas, os túneis e auto-estradas para caminhos em bicicleta? **Ver o tutorial de como extrair e limpar uma rede viária do OSM, usando apenas o *R***: [tutorials/OSMextract\_prepare.md](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/tutorials/OSMextract_prepare.md).
## Perparação dos ficheiros

Ou então, pode-se recorrer ao **QGIS** (outro software livre de Sistemas de Informação Geográfica), e instalar um plugin [**OSM donwloader**](https://plugins.qgis.org/plugins/OSMDownloader/). Instalar um plugin no QGIS [é simples](https://docs.qgis.org/3.10/en/docs/training_manual/qgis_plugins/fetching_plugins.html).
### Rede Viária

Para o Porto, o ficheiro `RedeViariaPorto_osm.shp` já foi limpo segundo o [tutorial](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/tutorials/OSMextract_prepare.md), e está disponibilizado na pasta `shapefiles`.
A rede viária pode ser obtida de várias formas. Em primeiro lugar,
experimentar procurar nos “dados abertos” da câmara municipal em
questão. Esses dados estão normalmente *limpos* e actualizados.

Caso não estejam disponíveis, pode-se usar os dados abertos do [**Open
Steet Map**](https://www.openstreetmap.org/) (OSM).
O problema é que a rede viária normalmente tem de ser *limpa*. Por
exemplo, faz sentido manter as escadas, os túneis e auto-estradas para
caminhos em bicicleta?
**Ver o tutorial de como extrair e limpar uma rede viária do OSM, usando
apenas o *R***:
[tutorials/OSMextract\_prepare.md](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/tutorials/OSMextract_prepare.md).

Ou então, pode-se recorrer ao **QGIS** (outro software livre de Sistemas
de Informação Geográfica), e instalar um plugin [**OSM
donwloader**](https://plugins.qgis.org/plugins/OSMDownloader/). Instalar
um plugin no QGIS [é
simples](https://docs.qgis.org/3.10/en/docs/training_manual/qgis_plugins/fetching_plugins.html).

Para o Porto, o ficheiro `RedeViariaPorto_osm.shp` já foi limpo segundo
o
[tutorial](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/tutorials/OSMextract_prepare.md),
e está disponibilizado na pasta `shapefiles`.

### Modelo Digital do Terreno

Estes raster são difíceis de obter gratuitamente para resoluções melhores. Para o caso de uma Rede Viária, seria bom ter um raster com células de 10metros ou menos.
Estes raster são difíceis de obter gratuitamente para resoluções
melhores. Para o caso de uma Rede Viária, seria bom ter um raster com
células de 10metros ou menos.

Os dados do SRTM (*Shuttle Radar Topography Mission*), uma missão da NASA, estão [disponíveis gratuitamente](https://gisgeography.com/srtm-shuttle-radar-topography-mission/), mas para uma resolução de 25 a 30m, com erro da altimetria vertical de 16m. Para fazer donwload do *tile* correcto, pode-se também recorrer a um outro plugin do QGIS, o [SRTM-Donwloader](https://plugins.qgis.org/plugins/SRTM-Downloader/), e pedir para guardar o raster que cobre a shapefile da rede viária - é uma opção no QGIS.
Os dados do SRTM (*Shuttle Radar Topography Mission*), uma missão da
NASA, estão [disponíveis
gratuitamente](https://gisgeography.com/srtm-shuttle-radar-topography-mission/),
mas para uma resolução de 25 a 30m, com erro da altimetria vertical de
16m - [saber mais](https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/). Para fazer donwload
do *tile* correcto, pode-se também recorrer a um outro plugin do QGIS, o
[SRTM-Donwloader](https://plugins.qgis.org/plugins/SRTM-Downloader/), e
pedir para guardar o raster que cobre a shapefile da rede viária - é uma
opção no QGIS.

Como o raster cobre uma área bem maior do que necessitamos (ver ficheiro `N41W009.hgt`), podemos sempre fazer um *clip* para ficar com dimensões mais adequadas à nossa análise: `Raster > Extraction > Clip Raster by Extent` O ficheiro `PortoNASA_clip.tif` na pasta `raster` já foi cortado para uma área mais adequada à cidade do Porto.
Como o raster cobre uma área bem maior do que necessitamos (ver ficheiro
`N41W009.hgt`), podemos sempre fazer um *clip* para ficar com dimensões
mais adequadas à nossa análise:
`Raster > Extraction > Clip Raster by Extent` O ficheiro
`PortoNASA_clip.tif` na pasta `raster` já foi cortado para uma área mais
adequada à cidade do Porto.

Cálculo dos Declives
--------------------
## Cálculo dos Declives

O ficheiro `slopes.R` na pasta `code` pode ser corrido em R. Antenção para mudar os "caminhos" onde estão os ficheiros raster e shapefile.
O ficheiro `slopes.R` na pasta `code` pode ser corrido em R. Antenção
para mudar os “caminhos” onde estão os ficheiros raster e shapefile.

São necessários os seguintes packages:

Expand All @@ -59,7 +94,7 @@ library(tmap)
RedeViaria = st_read("shapefiles/RedeViariaPorto_osm.shp")
```

## Reading layer `RedeViariaPorto_osm' from data source `D:\GIS\Porto\Declives-RedeViaria\shapefiles\RedeViariaPorto_osm.shp' using driver `ESRI Shapefile'
## Reading layer `RedeViariaPorto_osm' from data source `D:\GIS\Declives-RedeViaria\shapefiles\RedeViariaPorto_osm.shp' using driver `ESRI Shapefile'
## Simple feature collection with 13738 features and 9 fields
## geometry type: LINESTRING
## dimension: XY
Expand Down Expand Up @@ -100,7 +135,8 @@ res(DEM)

## [1] 0.0002777778 0.0002777778

Este raster tem valores de altimetria entre -10 e 178m. As células são de 27.7m
Este raster tem valores de altimetria entre -10 e 178m. As células são
de 27.7m

#### visualizar

Expand All @@ -109,17 +145,19 @@ raster::plot(DEM)
plot(sf::st_geometry(RedeViaria), add = TRUE)
```

![](README_files/figure-markdown_github/unnamed-chunk-3-1.png)
![](README_files/figure-gfm/unnamed-chunk-3-1.png)<!-- -->

### Declives

Através do package [**slopes**](https://github.com/itsleeds/slopes), vai-se calcular os declives de cada segmento da rede, em modo absoluto. Ler mais na página do package sobre como são calculados.
Através do package [**slopes**](https://github.com/itsleeds/slopes),
vai-se calcular os declives de cada segmento da rede, em modo absoluto.
Ler mais na página do package sobre como são calculados.

``` r
RedeViaria$slope = slope_raster(RedeViaria, e = DEM) #28 segundos
```

## [1] TRUE
## [1] FALSE

Declives em percentagem: *mínimo, P25, mediana, média, P75, max*.

Expand All @@ -131,7 +169,8 @@ summary(RedeViaria$declive)
## Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
## 0.000 2.347 4.222 5.449 7.121 67.547

Isto significa que metade das vias tem mais de 4% de inclinação, o que é bastante.
Isto significa que metade das vias tem mais de 4% de inclinação, o que é
bastante.

Criar classes de declives, com labels perceptíveis

Expand All @@ -156,29 +195,19 @@ round(prop.table(table(RedeViaria$declive_class))*100,1)
## >20: impossível
## 1.8

... o que quer dizer que 34.4% das ruas são planas ou quase planas, e cerca de 58% são perfeitamente cicláveis.
… o que quer dizer que 34.3% das ruas são planas ou quase planas, e
cerca de 58% são perfeitamente cicláveis.

Pode-se agora exportar novamente o shapefile

``` r
#exportar shapefile com os declives, em formato GeoPackage (QGIS)
st_write(RedeViaria, "shapefiles/RedeViariaPorto_declives.gpkg", append=F)
```

## Deleting layer `RedeViariaPorto_declives' using driver `GPKG'
## Writing layer `RedeViariaPorto_declives' to data source `shapefiles/RedeViariaPorto_declives.gpkg' using driver `GPKG'
## Writing 13738 features with 12 fields and geometry type Line String.

``` r
#exportar em formato kml (GoogleMaps)
st_write(RedeViaria, "shapefiles/RedeViariaPorto_declives.kml", append=F)
```

## Writing layer `RedeViariaPorto_declives' to data source `shapefiles/RedeViariaPorto_declives.kml' using driver `KML'
## Writing 13738 features with 12 fields and geometry type Line String.

Exportar para html
------------------
## Exportar para html

### Preparar dados para visualização

Expand All @@ -202,7 +231,8 @@ tm_shape(RedeViaria) +
palette = palredgreen, #palete de cores
lwd = 2, #espessura das linhas
title.col = "Declive [%]",
popup.vars = c("Declive: " = "declive",
popup.vars = c("Tipo :" = "highway",
"Declive: " = "declive",
"Classe: " = "declive_class"),
popup.format = list(digits = 1),
# id = "declive"
Expand All @@ -211,32 +241,52 @@ tm_shape(RedeViaria) +
mapadeclives
```

![](README_files/figure-markdown_github/unnamed-chunk-10-1.png)
![](README_files/figure-gfm/unnamed-chunk-10-1.png)<!-- -->

#### Gravar em html

``` r
tmap_save(mapadeclives, "DeclivesPorto.html")
```

*Dependendo do tamanho da rede, pode ser exigente para a RAM. Esta tinha cerca de 20mil arcos, e só consegui exportar num pc com 16GB*
*Dependendo do tamanho da rede, pode ser exigente para a RAM. Esta tinha
cerca de 14mil arcos, e só consegui exportar num pc com 16GB*

O mapa final pode ser visto online aqui: <http://web.tecnico.ulisboa.pt/~rosamfelix/gis/declives/DeclivesPorto.html>
O mapa final pode ser visto online aqui:
<http://web.tecnico.ulisboa.pt/~rosamfelix/gis/declives/DeclivesPorto.html>

Para Lisboa
-----------
## Para Lisboa

O portal de [dados abertos da CML](http://lisboaaberta.cm-lisboa.pt/index.php/pt/) disponibiliza uma rede viária, embora só para [vias de heirarquia superior](http://dados.cm-lisboa.pt/dataset/rede-viaria-escala-1-20000), e um [Modelo Digital do Terreno](http://dados.cm-lisboa.pt/dataset/modelo-digital-de-terreno), embora com uma resolução de 48m.
O portal de [dados abertos da
CML](http://lisboaaberta.cm-lisboa.pt/index.php/pt/) disponibiliza uma
rede viária, embora só para [vias de heirarquia
superior](http://dados.cm-lisboa.pt/dataset/rede-viaria-escala-1-20000),
e um [Modelo Digital do
Terreno](http://dados.cm-lisboa.pt/dataset/modelo-digital-de-terreno),
embora com uma resolução de 48m.

Por outro lado, disponibiliza dados sobre o [declive longitudinal das vias](http://dados.cm-lisboa.pt/dataset/declive-longitudinal-da-rede-viaria), com uma rede detalhada, e já com o valor de declive (`slope`), embora não forneça informação sobre que tipo de raster foi utilizado para o seu cálculo.
Por outro lado, disponibiliza dados sobre o [declive longitudinal das
vias](http://dados.cm-lisboa.pt/dataset/declive-longitudinal-da-rede-viaria),
com uma rede detalhada, e já com o valor de declive (`slope`), embora
não forneça informação sobre que tipo de raster foi utilizado para o seu
cálculo.

### Exercício

1. Experimenta fazer o mesmo exercício, gravando o output do `slope_raster` na variável `slopeNASA` (para não fazer overwrite do `slope`), e **compara os resultados**. Podes usar o `raster/LisboaNASA_clip.tif`
2. Compara os resultados com os declives calculados com um raster de 10m, do IST. Shapefile disponível em `shapefiles/RedeViariaLisboa2012_declives_etrs89.gpkg`.
1. Experimenta fazer o mesmo exercício, gravando o output do
`slope_raster` na variável `slopeNASA` (para não fazer overwrite do
`slope`), e **compara os resultados**. Podes usar o
`raster/LisboaNASA_clip.tif`
2. Compara os resultados com os declives calculados com um raster de
10m, do IST. Shapefile disponível em
`shapefiles/RedeViariaLisboa2012_declives_etrs89.gpkg`. Que
diferenças?

Declives da rede viária de Lisboa (10m): <http://web.tecnico.ulisboa.pt/~rosamfelix/gis/declives/DeclivesLisboa.html>
Declives da rede viária de Lisboa (10m):
<http://web.tecnico.ulisboa.pt/~rosamfelix/gis/declives/DeclivesLisboa.html>

![Lisboa](https://github.com/U-Shift/Declives-RedeViaria/blob/main/README_files/figure-markdown_github/Lisboa_declives.PNG?raw=true)

> A mediana do declive das ruas de Lisboa é de 2.6%. 49% das vias são planas ou quase planas (0-3%) e cerca de 72% das vias são perfeitamente cicláveis (0-5%).
> A mediana do declive das ruas de Lisboa é de 2.6%. 49% das vias são
> planas ou quase planas (0-3%) e cerca de 72% das vias são
> perfeitamente cicláveis (0-5%).
Binary file added README_files/figure-gfm/unnamed-chunk-10-1.png
View file
Loading
Sorry, something went wrong. Reload?
Sorry, we cannot display this file.
Sorry, this file is invalid so it cannot be displayed.
Binary file added README_files/figure-gfm/unnamed-chunk-3-1.png
View file
Loading
Sorry, something went wrong. Reload?
Sorry, we cannot display this file.
Sorry, this file is invalid so it cannot be displayed.

0 comments on commit 10ecb8d

Please sign in to comment.