Criando Mapas de Calor

Mapas de calor são uma das melhores ferramentas de visualização de dados de densidade de pontos. Mapas de calor são utilizados para identificar facilmente aglomerados e encontrar onde existe uma elevada concentração de uma determinada atividade. eles também são úteis para fazer análises de cluster ou análise de pontos de calor - hotspot analysis -

Visão geral da tarefa

Vamos trabalhar com um conjunto de dados dos locais de crimes em Surrey, Reino Unido para o ano de 2011 e encontrar hotspots de criminalidade no município.

Habilidades para aprender

  • Como realizar zonas quentes ou analises de agrupamentos a partir de pontos

Obter os dados

data.police.uk provides street-level crime, outcome, and stop and search data in simple CSV format.

Baixe os dados ‘Surrey Police <https://data.police.uk/data/>’, descompacte o arquivo para extrair o arquivo CSV

Por conveniência, você pode baixar o arquivo dos dados diretamente do caminho abaixo:

2015-08-surrey-street.csv

Fonte de dados [POLICEUK]

Procedimento

  1. Inicie importando o arquivo CSV para o QGIS. (visualize o procedimento em:doc:importing_spreadsheets_csv. for more details). O Caminho para realizar isso é: Camada –> Adicionar Texto Delimitado.

../_images/127.png
  1. Procure o arquivo 2015-08-surrey-street.csv no seu computador e abrá-o. (Esse nome pode ser diferente se você baixou um arquivo mais atual). Selecione guilabel:CSV (separado por virgula) como o formato do arquivo. Você verá “Longitude” e “Latitude” e automaticamente os campos X e Y serão escolhidos respectivamente, como coordenadas. Esteja certo que você selecionou a opção:guilabel:Adicione índice espacial. Isso irá melhorar a performace do manuseio da camada. Aperte OK.

../_images/218.png
  1. Você pode ver alguns erros. Pode ignorá-los para os fins do presente tutorial. Click Fechar.

../_images/312.png
  1. Após carregar o arquivo no QGIS será aberta uma janela para que você informe qual o datum da camada a ser criada:guilabel:Se o CRS ficar indefinida: por padrão aplicar-se-á o CRS EPSG:4326 - WGS84 se o seu dado estiver em Coordenada Geográfica. Caso esteja com coordenadas planas, será necessário definir o datum para a camada através da janela de diálogo. Como nosso dado esta em EPSG:4326 podesse ignorar a menssagem de alerta.

Nota

Se for necessário modificar o datum da camada é possível redefinir o sistema de referência espacial: Vector ‣ Data Management Tols ‣ Define Current Projection....

../_images/48.png
  1. Aproxime um pouco mais para obter uma melhor visualização dos dados. Você vai notar que há uma grande densidade de dados e é difícil ter uma ideia de onde há uma grande concentração de pontos. É nessas situações que o mapa de calor vai ser muito útil.

../_images/58.png
  1. Se for necessário criar um analise de zonas quentes simplesmente para visualização, é possível construir isso através da simbologia da camada Heatmap. Vamos tentar isso. Click com o botão direito do mouse na camada carregada 2015-08-surrey-street e selecione Properties.

../_images/67.png
  1. No Properties acesse a aba Style. Selecione Heatmap. Terá várias possibilidades paletas de cores para que possa escolher. Experimente aquela que trará melhor representação para os seus dados. Escolha “Orange” na paleta de cores. Deixe os parametros como padrão e click em: OK.

../_images/77.png
  1. Como resultado você vera um elegante mapa de zonas quentes onde regiões com maior consentração de ocorrência de crimes é mais frequente (maior número de pontos) e que será sobresaltada na camara gerada. Existe algumas opções disponíveis para apresentar uma visualização apriopriada do ser conjuto de dados. Se você desejar, somente, uma mapa de zonas quentes para visualização somente, então esta feito. Mas você poderá explorar seu mapa de zonas quentes e o resultado obtido para suas análises também

../_images/87.png
  1. Para a segunda possibilidade de tratar seu dado nas suas análises, abilite o plugin chamado de Heatmap. See Using Plugins. Uma vez habilitado o plugin vá para:menuselection:Raster –> Heatmap –> Heatmap.

../_images/97.png
  1. Em Heatmap Plugin escolha crime_heatmap``como o nome do output da camada a ser gerada. Defina isso em:guilabel:`Output raster`. Entre com 1000` metros em :guilabel:`Radius`. Raio é a area ao redor do qual será calculado o pixel de interesse. Confira :guilabel:`Advanced` onde você pode definir o tamanho do pixel do raster produzido. Entre com ``2000 . em Rows para o número de linhas do raster. O campo Columns será preenchido automaticamente. Click em OK para iniciar o processamento do mapa zonas quentes.

../_images/107.png
  1. Um vez o processamento finalizado, você verá uma imagens em tons de cinzas nomeada como crime_heatmap e adicionada ao canvas do projeto. Desative a camada 2015-08-surrey-street.

../_images/1110.png
  1. Vamos tornar o mapa de zonas de calor mais atraentes e representado de maneira mais proxima com o que fizemos anteriormente. Click no botão direito do mouse e acesse Properties.

../_images/128.png
  1. Na guia Style selecione Singleband pseudocolor, em Render type. Posteriormente, defina Load min/max values, selecione Estimate (faster), Accuracy e aperte em Load. Isso verificará o mapa de zonas de calor para encontrar os valores máximos e mínimos dos pixels. Estes valores serão utilizados para produzir um paleta de cores mais apropriada. Na seção Generate new color map selecione YlOrRd (Yellow-Orange-Red) como a paleta de cores, click em Classify. Click em:guilabel:OK.

../_images/136.png
  1. Agora você vera com maior detalhes o mapa de zonas quentes representado uma camada. Você podera utilizar o Identify para acessar os valores estimados pelo kernel. Verá os valores como em pop-ups. Estes valores de pixels esta dizendo quantos pontos houveram na fonte de dados (pontos) no raio definido na análise (no nosso casso 1000 metros) ao redor do pixel medido.

../_images/146.png
  1. Now you have your heatmap layer that can be saved for future use. Many times, you want to identify the hotspots where there is high-concentration of points. We will now try to identify such hotspots using this heatmap. Go to Raster ‣ Raster Calculator.
../_images/156.png
  1. Primeiramente, precisará decidir sobre o valor limite das ocorrências em cada pixel. Todos os pixels acima desse valor será considerado um conjunto de dados. Vamos utilizar, como exemplo, o valor “10” para este primeiro dado. Na caixa de dialogo Raster calculator, defina o nome do arquivo de saída como crime_hotspots_vector. Dê duplo click em crime_heatmap@1 debaixo de Raster bands seção e será adicionado Raster calculator expression a expressão textarea. Complete a expressao como apresentado abaixo. Confira a próxima caixa Add result to project e click em OK.

"crime_heatmap@1" > 10
../_images/166.png
  1. A nova camada chamada de crime_hotspots será adicionada no Qgis. Esta camada possui pixels com valores entre 0 e 1. Todos as camadas de entrada onde os calores dos pixels são maiores do que “10” apresentaram valores 1 e todo o restante dos pixels terão valores 0. Click em Raster ‣ Conversion ‣ Polygonize (Raster to Vector).

../_images/175.png
  1. Name the output file as crime_hotspots_vector. Check the box next to Field name as well as Load into canvas when finished. Click OK.
../_images/186.png
  1. Once the conversion finishes, you will have yet another layer named crime_hotspots_vector added to QGIS. This is the vector representation of the clusters that were created in the previous step. The layers contain clusters with both 0 and 1 values. Let’s filter out the 0 values, so we get the clusters of hotspots. Right-click on the layer and select Open Attribute Table.
../_images/194.png
  1. In the Attribute table, click on Select feature using an expression.
../_images/202.png
  1. Enter the expression as shown below and click Select. Next, click on Close.
"DN" = 0
../_images/219.png
  1. In the main attribute table window, you will see some features highlighted. These are the features that matched our query. Click the Toggle editing mode button in the toolbar and then click the Delete selected features (DEL) button.
../_images/222.png
  1. Once the selected features are deleted, click the Save Edits button and then Toggle editing mode again to put the layer in read-only mode. Close the attribute table window.
../_images/232.png
  1. In the main QGIS window, un-check the crime_hotspots layer. The final layer crime_hotspots_vector contains the cluster extracted from the heatmap. These clusters are the intelligence gathered from the raw data and can provide useful insights as well as serve as an input for further action.
../_images/242.png
comments powered by Disqus

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License