O Software

O primeiro objetivo do SAGA é dar aos (geo)cientistas uma plataforma eficaz, mais fácil para a implementação de métodos geocientíficos. Isto é conseguido pela programação do aplicativo com a Interface do SAGA (API). O segundo objetivo é fazer com que esses métodos sejam acessíveis de uma forma amigável, por meio de uma interface gráfica (GUI). Juntos, resultam no grande potencial do SAGA: um conjunto crescente de métodos geocientísticos, pronto para serem utilizados em inúmeras aplicações.

O SAGA é codificado na linguagem C ++, linguagem esta difundida e poderosa na programação e tem um design de sistema orientado a objetos. Desde a versão 2, o SAGA usa a plataforma wxWidgets, biblioteca GUI cruzada para a funcionalidade de interface do usuário. Isto se dá pelo fato de que a biblioteca wxWidgets permite o sistema operacional de desenvolvimento de softwares independentes, você pode ainda executar o SAGA no MS-Windows, bem como no Linux.

Arquitetura do Sistema

A arquitetura do sistema do SAGA é modular. Seu núcleo é a sua Application Programming Interface (API), que fornece modelos de objetos de dados, definições de base para a programação dos módulos científicos e numerosas classes e funções. Dê uma olhada na documentação da API  do SAGA para obter mais informações. Bibliotecas de módulos são blocos de códigos para os métodos científicos na forma dos chamados módulos. A API, bem como as bibliotecas de módulos não estão funcionando de forma independente, mas em vínculo dinâmico (DLL) e têm de ser acessados através de um programa front-end. A interface gráfica do usuário (GUI) é uma das duas extremidades dianteiras do SAGA. Ela permite ao utilizador controlar o sistema, sendo responsável pela gestão dos dados e módulos, bem como para as visualizações de dados. Alternativamente, os módulos podem ser executados usando a segunda extremidade de frente, a ferramenta de linha de comandos do SAGA.

Interface gráfica do usuário

A GUI permite ao usuário gerenciar e visualizar os dados, bem como realizar análises de dados e manipulações executando módulos. Além do menu, ferramentas e janelas, que são típicas para a maioria dos programas modernos, A interface do usuário dispõe de três elementos de controle adicionais, estando organizado nas sub-janelas do módulos, dados e mapas. Cada uma destas áreas de trabalho mostra uma árvore, através do qual os objetos são associados e podem ser acessados. Bibliotecas carregadas estão listados na área de trabalho módulos. Da mesma forma visões criadas nos mapas serão listadas na caixa de ferramentas mapas e os dados na caixa de ferramentas dados, hierarquicamente ordenados por seu tipo de dados. Dependendo de qual objeto estiver selecionada em uma caixa de ferramentas, a caixa de de propriedades do objeto mostra um conjunto específico de sub janelas. Comum a todos os objetos são as sub janelas para definições e descrição. No caso, se um módulo for selecionado, a janela de configuração é preenchida com os parâmetros do módulo. Aqui o usuário pode escolher os conjuntos de dados e outras opções para a execução do módulo. No caso se um objeto de dados for selecionado, a janela de configuração permite o controle das propriedades específicas, permitindo definir o nome, manipulação de memória e comportamento de exibição. A descrição do objecto de dados é complementado por um histórico, que permite reconstruir como um conjunto de dados foi criado. Outras janelas de objeto permitem editar os atributos de camadas vetoriais ou exibir uma legenda para um mapa selecionado.

Um módulo pode ser executado tanto por um botão na janela de configurações relacionada ou através de uma entrada do menu módulos da barra de menus. O local exato da entrada no menu foi especificado pelo programador módulo, de modo que um procedimento de geoestatística como “Universal Kriging” deve ser encontrada na sub categoria “Geoestatística”. Antes que um módulo seja executado, os parâmetros de entrada são obrigatórios, isto é, os dados a serem analisados, têm que ser ajustados. Depois de chamar um módulo através do seu link no menu, uma caixa de diálogo aparece, onde as definições podem ser realizadas (Fig.20). Após a confirmação, que os parâmetros foram configurados corretamente, a execução do módulo começa. Informações sobre o andamento são dadas na barra de status e nas janelas de notificação. A execução do módulo pode ser parada pelo utilizador pressionando a tecla de espaço ou usando o menu módulos. Mas nem todos os módulos iniciam o seu cálculo imediatamente. Módulos interativos esperaram por ações  do usuário, geralmente por cliques do mouse em uma janela do mapa, para executar uma ação. A maioria dos módulos criam novos conjuntos de dados como resultado de seu cálculo, que serão automaticamente adicionados à caixa de ferramentas dados, para que estes possam ser salvos, usado como entrada para outros cálculos, ou exibidas em um mapa.

A forma padrão para visualizar dados espaciais é o mapa cartográfico. Cada conjunto de dados geográficos podem ser adicionados a um mapa como camada temática. Ordens de exibição de camadas temáticas são alteradas na caixa de ferramentas mapas. Estão disponíveis para a criação de mapas diversas opções de exibição dependendo do tipo de dados. Os valores da tabela de  atributos de dados vetoriais podem ser usados como etiquetas, para determinar tamanhos dos símbolos de pontos ou larguras de linhas, ou para indicar cores de exibição. Dados raster são coloridos de acordo com seus valores de dados, usando uma tabela de pesquisa ou um esquema de classificação métrica. A aparência é suave quando as cores são definidas por interpolação. Vistas em 3D podem ser facilmente criadas para cada mapa, na medida em que os dados de elevação apropriadas forem carregados. Vetores, bem como dados raster podem ser editados diretamente na vista do mapa. Outras possibilidades para visualizações de dados são histogramas e gráficos de dispersão. Gráficos de dispersão são construídos em função de regressão e podem ser aplicados a dados vetoriais, raster e de tabela. Além de visões simples de tabelas com capacidades de edição e classificação, também estão disponíveis diagramas para exibir os dados da tabela.

Módulos

O SAGA vem com um conjunto abrangente de módulos livres, a maioria deles publicado sob a licensa GPL (34 bibliotecas com 119 módulos na versão 1.2, 42 bibliotecas com 234 módulos na versão 2.0.0, 48 bibliotecas com 300 módulos na versão 2.0.3). Nem todos esses módulos são ferramentas de análise ou de modelagem altamente sofisticadas. Muitos módulos executam operações de dados bastante simples. Mas vários desses módulos representam o estado da arte em análise geocientífica. A seguinte visão geral mostra a gama de métodos cobertos. Mais informações estão disponíveis, por exemplo, através da Wiki do SAGA ou a própria GUI do SAGA.

Interfaces são fundamentais para o trabalho com dados espaciais para os inúmeros formatos de arquivo. Em particular, a troca de dados entre diferentes programas geralmente requer um conjunto de filtros de importação e exportação. o SAGA oferece vários filtros para formatos de dados comuns, incluindo vários formatos de imagem e de GPS. Mais flexível é uma ferramenta de importação de dados raster, que usa a Biblioteca de Abstração de Dados Geoespaciais (GDAL), o único que suporta cerca de 40 diferentes formatos de arquivo.

Depois que os dados tenham sido importados, o próximo passo é necessário na maioria dos casos, que consiste em georreferenciá-los ou para projetá-los, de modo que todos os conjuntos de dados espaciais de um projeto pertençam a um único sistema de coordenadas. Além de uma ferramenta de georreferenciamento, o SAGA fornece acesso a duas bibliotecas de projeção alternativas gratuitas, a biblioteca tradutor “Geotrans Geographic” desenvolvido pela Agência Nacional de Inteligência Geoespacial e a biblioteca “Proj.4” iniciada pela US Geological Survey. Ambas as bibliotecas trabalham para dados raster, bem como para dados vetoriais e fornecem várias projeções para os parâmetros cartográficos livres.

Existem muitos módulos para a manipulação e análise de dados vetoriais, como a fusão de camadas, seleção de formas, manipulação de atributos da tabela, tipo de conversão e criação automatizada de documentos. Operações padrões em dados vetoriais são interseções de camada de polígonos e criação de dados vetoriais a partir de dados raster, por exemplo, criação de linhas de contorno.

Dados raster (ou em grade) podem ser criados a partir do ponto vizinho mais próximo, triangulação e outras técnicas de interpolação. Módulos para a construção e preparação de dados raster, permitem que reamostragens, fechamento de lacunas e a manipulação de valores por regras definidas pelo usuário. Análises de dados de imagem de cobertura, entre outros padrões e análises de custos. Uma ferramenta padrão muito flexível é a calculadora de quadriculação, onde uma fórmula definida pelo usuário é utilizada para combinar um número arbitrário de camadas de varredura. Outras operações padrões são skeletonisations e criação de buffers.

Intimamente relacionado com análises de raster existe um número de módulos disponíveis para a manipulação e análise de imagens. Uma série de algoritmos de filtro têm sido implementada para suavização, nitidez ou detecção de bordas. Classificações pode ser realizadas utilizando análise de agrupamento automático ou de um processo supervisionado, distância de peixel e classificação por máxima verossimilhança. Algoritmos de segmentação simples em breve serão acompanhados de módulos de reconhecimento de objetos mais sofisticados.

As análises estatísticas para dados raster incluem estatísticas zonais, análise residual e variância. Regressão simples e múltipla permitem analisar e relacionar os dados pontuais de dados do tipo raster e permitir a extrapolação de valores. Semivariogramas são utilizados para determinar a autocorrelação de dados e, em seguida, servir para o ajuste de um dos procedimentos de Krigeagem.

Desde à origem do SAGA, existem muitos módulos, que se concentram em Modelos Digitais de Elevação e análises de terreno, como sombreamento analítico colina, análise de visibilidade, geomorfometria local e classificações geomorfométricas, parâmetros do terreno estão relacionadas com a hidrologia, a rede de canais e extração de bacias hidrográficas, e a criação de perfis e diagramas de seção transversal.

Criação de scripts

Uma interface de usuário alternativa para a execução de módulos do SAGA é fornecida por meio do Command Line Interpreter (CMD). Embora não seja muito amigável o uso de uma linha de comando, o CMD tem a vantagem de que pode ser executado a partir de arquivos de script em lote, que por sua vez permite uma maior automatização dos fluxos de trabalho complexos e ao tratamento de rotinas de dados em massa. Maior flexibilidade é ainda dada pela interface SAGA Python, que permite não só a execução de módulos, mas também dá acesso a quase todas as funcionalidades da API.

Texto traduzido do site oficial do SAGA.

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