Adicionar mapas JNX a receptores GPS da Garmin

De há uns anos a esta parte, os principais fabricantes de receptores GPS de mão ou outdoor começaram a permitir que se adicione mapas ao GPS. Isto abre a possibilidade de levar para o campo todo o tipo de cartografia - cartas topográficas, geológicas, itinerárias, etc, que podem ser obtidas a partir de digitalizações de mapas em papel ou de dados em formato digital que tenhamos adquirido previamente para uso em ambiente desktop.

No caso da Garmin, há vários modelos que oferecem esta possibilidade, designada de Custom Maps. Os modelos que o permitem fazem-no através de dois tipos de ficheiros: KMZ - formato associado ao Google Earth - e JNX, formato fechado criado pela própria Garmin para distribuição de fotografias de satélite  BirdsEye.

Aqui começam os problemas. A implementação KMZ da Garmin impõe sérias limitações que na prática impossibilitam o uso de mapas grandes como fundo. As principais limitações são:

- O KMZ apenas suporta um nível de zoom (em contraste com os 5 admitidos pelo formato JNX);

- Máximo de 100 tiles por KMZ (no  formato JNX este número ascende a 50000 por cada nível de zoom);

- Navegação mais lenta quando comparada com o formato JNX;

Embora o formato JNX não esteja sujeito a todas estas limitações, trata-se de um formato exclusivo de distribuição de imagens BirdsEye - um serviço que, quando subscrito, funciona associado ao id do nosso aparelho, o que quer dizer que mesmo que se converta um mapa em jpeg ou GeoTIFF para JNX, continuaresmos a não poder utilizar esse mapa. Para contornar esta limitação é necessário aplicar um patch não oficial ao firmware do nosso GPS. Este artigo irá demonstrar toda a metodologia de patching do firmware de um receptor GPS da Garmin e posterior carregamento de mapas raster em formato JNX.

Rasters de elevação SRTM

Embora já existam produtos igualmente gratuítos e com melhor resolução, o modelo digital de elevação SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) tem a vantagem de ter uma licença mais permissiva que os dados ASTER-GDEM. Os dados SRTM podem ser utilizados para qualquer fim não comercial. 

O modelo de elevação SRTM cobre a superfície terrestre compreendida entre os 60ºN e os 56ºS de Latitude. A resolução junto ao Equador é de aproximadamente 90m, e mais elevada quanto mais afastada do equador é a latitude. No caso de Portugal a resolução situa-se em torno dos 70m.

Outra vantagem importante dos dados SRTM é poderem ser acedidos de forma muito fácil e directa (sem necessidade de login/criar conta de utilizador) a partir do portal do Consortium for Spatial Information do Consultive Group on International Agricultural Resarch. Basta selecionar as quadriculas de interesse, escolher o formato e descarregar os dados:

Editar rasters com o GIMP

Certamente muitos de nós já nos deparámos com uma situação relativamente banal mas cuja solução, no mundo SIG, nem sempre é linear. Trata-se de edição de rasters, ou por outras palavras, "pintar" o nosso raster, ou brincar com os contrastes de modo a obter um mapa com o aspecto que estamos a imaginar. 

O programa GIMP pode dar uma ajuda nestas situações, se utilizado em conjunto com um qualquer software SIG. O GIMP é um programa de edição gráfica, com funcionalidades semelhantes às do Photoshop, que é distribuído sob uma licença GNU General Public Licence.

Princípio Geral

Há dois princípios gerais para edição de rasters georeferenciados em aplicações não SIG:

1 - Nunca se pode redimensionar o tamanho da imagem;

2 - A informação relativa à georeferenciação deve estar num ficheiro à parte e não embutida no próprio raster (como acontce por vezes no caso dos GeoTIFF).

Desde que estes princípios sejam respeitados é possível, efetuar, no GIMP, todo o tipo de edições relativas a cores, contrastes e efeitos, em rasters com extensão .tiff; ,jpg; .png; e .bmp.

Dados batimétricos gratuítos

General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO) é um projecto que pretende (tradução livre): "disponibilizar publicamente o mais vasto e credível conjunto de dados batimétricos dos oceanos". Os dados são mantidos e distribuídos pelo British Oceanographic Data Centre (BODC) e resultam da combinação de varrimentos de sonar efectuados por navios um pouco por todo o mundo, combinados com dados recolhidos por satélite.

Os dados são disponibilizados sob a forma de grids no formato NetCDF (Network Common Data Form) com a resolução de 30 arcos de segundo ou de 1 minuto de arco de segundo.  No paralelo 39, os 30 arcos de segundo significam uma resolução espacial em torno dos 800x800m por pixel. Vejamos então como aceder aos dados.

Aster GDEM

Aster GDEM  (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model) é uma iniciativa conjunta da NASA e do Ministério da Economia, Indústria e Transportes do Japão que visa disponibilizar gratuitamente um modelo digital de elevação para todo o mundo. Características chave:

• Dados são disponibilizados em segmentos de 1º de latitude por 1º de longitude;
• Resolução Espacial típica na ordem dos 27m;
• Precisão altimétrica na ordem dos 7 a 14m;

Recentemente, a 3 de outubro, foi lançada a versão 2 que conta com vários melhoramentos, especialmente no que concerne a resolução e pequenas anomailas.

Vejamos então como obter um modelo digital de elevação a partir de dados ASTER- GDEM

Interpoladores II - QGIS Interpolation Plugin (IDW)

No primeiro post desta série dedicado ao  Interpolation Plugin do Quantum GIS, a interpolação TIN obteve resultados melhores que a interpolação IDW. No entanto, como foi sublinhado, esses resultados foram condicionados pelo facto da interpolação ter sido feita com base em curvas de nível a partir das quais foram derivados os pontos para interpolação. Este segundo estudo irá testar o interpolador IDW para a obtenção de um Modelo Digital de Elevação (MDE) a partir de um conjunto de pontos cotados e não a partir de curvas de nível.
 

De forma a testar a influência do tipo de paisagem a modelar e a regularidade ou irregularidade de dispersão de pontos no Modelo Digital de Elevação (MDE) segui, no essencial, a mesma metodologia que adoptei anteriormente:

Objectivos e Metodologia

O principal objectivo deste segundo estudo é aferir em que circunstâncias a interpolação IDW poderá ser mais indicada que a interpolação TIN. Para tal confrontou-se o melhor interpolador TIN - segundo o teste anterior - com vários parâmetros de interpolação IDW.  O segundo objectivo é perceber até que ponto a regularidade ou irregularidade dos dados de entrada podem influenciar a performance da interpolação.

Mais uma vez, e considerando que os resultados obtidos a partir de interpolação são altamente influenciados pelo tipo de terreno que se está a modelar, foram considerados dois tipos de paisagem: Falésias e Colinas Aplanadas - cuja extensão é exactamente a mesma do estudo anterior de modo a permitir uma comparação de resultados mais segura.

Interpoladores I - QGIS Interpolation Plugin (TIN e IDW)

Um dos plugins mais interessantes que o Quantum GIS (QGIS) dispobibiliza é o plugin Interpolation, desenvolvido por Marco Hugentobler. Este plugin permite criar um modelo digital de elevação (MDE - um mapa em que o valor de cada célula representa a altitude do terreno) a partir de valores de altitude (Z) que podem estar contidos numa camada vectorial (layer) de pontos ou de linhas. Os valores das células são obtidos a partir de um de dois interpoladores que a ferramenta disponibiliza: TIN (Triangular Irregular Network) e IDW (Inverse Distance Weighting).

Embora o plugin seja extremamente fácil de usar, o modo de tirar o melhor partido possível desta ferramenta é altamente condicionado pelo tipo de paisagem que se está a modelar. Este post é um estudo comparativo dos resultados altimétricos obtidos por interpolação para dois tipos básicos de terreno: acidentado/falésia e aplanado/colinas. 

Objectivos e Metodologia

O objectivo deste estudo é comparar os valores obtidos pela interpolação com os valores supostamente reais de altitude. Este comparativo nasceu da necessidade que senti de avaliar a fiabilidade dos modelos de risco paleontológico que desenvolvi para a ALT - Sociedade de História Natural. Estes modelos têm como elemento chave o declive (slope), que é calculado com base num MDE que é precisamente o que o plugin Interpolation permite fazer.

MapCruncher: georeferenciar mapas e visualizá-los com Bing Maps ou Google Earth

Recentemente publiquei um pequeno tutorial sobre o Maptiler, um programa que gera kml super overlays, ou seja permite visualizar um mapa raster no Google Earth. Um dos comentários recebidos foi do Luís Tavares que aconselhou dar uma olhadela ao MapCruncher, um programa parecido com o Maptiler mas com duas diferenças fundamentais:

1 - Permite georeferenciar mapas de forma bastante intuitiva utilizando as imagens de satélite do Bing Maps como referência;

2 - Gera igualmente tiles, ou segmentos, mas estão associados a um ficheiro .xml para utilizar com o BingMaps.

MapTiler: visualizar mapas no Google Earth

MapTiler é um programa aberto que faz uso das bibliotecas GDAL para criar tiles (segmentos em português) de mapas de modo a que possam ser visualizados rapidadamente em função da escala e resolução necessárias no momento da visualização.

Entre outras coisas, o MapTiler permite criar KML Super Overlays, ou por outras palavras, segmentos construídos a partir de um único mapa raster cujos segmentos, escalas e resolução estão definidos num ficheiro .kml que ao ser aberto irá projectar o nosso mapa no Google Earth.