determinação de características fisiográficas de bacias usando ferramentas de geoprocessamento...
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Determinação de características fisiográficas de bacias usando
ferramentas de geoprocessamento
Por:
Carlos Ruberto Fragoso Jr.
Marllus Gustavo F. Passos das Neves
CTEC – UFAL
Introdução ao MapWindow
http://www.mapwindow.org/
MapWindow é um SIG que inclui ferramentas de um sistema de Processamento Digital de Feições (vetores) e Imagens (Matrizes/Rasters).
· O MapWindow integra na mesma base:® DADOS CARTOGRÁFICOS® DADOS DE CENSO ® CADASTRO URBANO E RURAL® IMAGENS DE SATÉLITE® REDES ® MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO
· Algoritmos p/ manipular, analisar, consultar, recuperar, visualizar e plotar o conteúdo da base de dados geocodificados
SIG - MapWindow
MapWindow é software livre, um SIG extensivo que pode ser utilizado com os seguintes propósitos:
® SIG alternativo com código livre (open source code)
® Distribuir dados para outros usuários
® Desenvolver e distribuir ferramentas personalizadas de Geoprocessamento
· Possui as principais ferramentas de operação tais como edição de tabelas (dbf), edição de Shapefiles e conversor de dados;
· Mapwindow suporta os principais formatos de arquivos em SIG tais como Shapefiles, GeoTIFF, ESRI ArcInfo ASCII e grids binários.
SIG - MapWindow
SIG - MapWindow
SIG - MapWindow
SIG - MapWindow
Menu principalBarra de ferramentas
Legenda e pre-visualização de mapas
Área de trabalho e visualização
Ferramentas de Hidrologia no MapWindow
Ferramentas de Hidrologia no MapWindow
Aplicação da sequência – Watershed Delineation
Obtenção do MNT Operações raster que geram raster
– Preencher depressões– Direções de fluxo– Área acumulada– Conexões e comprimentos– Rede de drenagem (raster)– Catchments (raster)
Operações de geram vetores– Catchments (vetor)– Rede de drenagem (vetor)
Características fisiográficas
Produção do MNT
A partir de cartas topográficas digitalizadas e interpoladas, resultando em valores de cota dispostos em uma grade regular:
Bacia do Arroio Donato gerada por interpolação
TIN
KrigingIDQ
Thiessen
3. Métodos de Interpolação (cont.)
Diferenças entre dois interpoladores - DonatoDiferenças entre dois interpoladores - Donato
Máxima Diferença =4m
ou
Cotas estimadas por satélite (SRTM)
Resolução 90 x 90 http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/
ou
Cotas estimadas por satélite (ASTER)
Resolução 30 x 30 http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp
ou
LiDAR
Basin = bacia
Watershed = sub-bacia
Catchment = minibacia
Operações raster que geram raster
1. Definição do MNT e exutório
2. Preencher depressões
3. Direções de fluxo
4. Área acumulada
5. Conexões e comprimentos
6. Rede de drenagem
7. Catchments (minibacias)
Definição do MNT e exutório
Preenchimento de depressões
Códigos de direção de fluxoArcGIS
1
248
16
32 64 128
Um algoritmo, denominado eight-direction pour point algorithm (D-8) permite definir um código de direção de escoamento para cada célula, considerando o critério de que a água vai escoar naquela direção, entre as 8 possíveis, em que a declividade for máxima.
Códigos usados dependem do software (veja mais tarde).
Problemas em regiões planas e em depressões espúrias (veja mais tarde).
adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E.Texas A&M University
Department of Civil Engineering
Direção de fluxo
67 56 49
53 44 37
58 55 22
1
adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E.Texas A&M University
Department of Civil Engineering
Suponha o seguinte DEM, de resolução 1 (m) e comcom as cotas indicadas no centrodas células (m).
A partir da célula central a águapode seguir dois caminhos...
Qual tem a maior declividade?
Direção de fluxo
67 56 49
53 44 37
58 55 22
1
67 56 49
53 44 37
58 55 22
1
60.152
2244
00.7
1
3744
Declividade:
adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E.Texas A&M University
Department of Civil Engineering
Direção de fluxo
71
56
445369
74
78 72 69
4768
58 55
21
31
67
58
49 46
37 38
64 22
61 16
DEM
22
2 2 2
2
4 4
4 4
1 1 2 4 8
128
128 1 2 4
128 1 41
128
Códigos de direção Rede de drenagem(vetorial)
Function: Flow directionArgument: DEM
adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E.Texas A&M University
Department of Civil Engineering
Direção de fluxo
Direção de fluxo
Direção de fluxo
Área da bacia
Usando as direções de fluxo seria possível contar o número de células que drenam um ponto.
Mas existe um método automático um pouco diferente...
Área acumulada 1Área acumulada 1
1
1
11
1
1
1 11 1
1
1
1 1 1
1
1
1
11
1
2
1 11 2
2
1
1 1 1
1
Área acumulada 2Área acumulada 2
1
1
11
1
3
1 11 3
3
1
1 1 1
1
Área acumulada 3Área acumulada 3
1
1
12
1
3
1 11 4
4
1
1 1 1
1
Área acumulada (D8)
Área acumulada (D8)
Área acumulada (Dinf)
Conexões e comprimentos
Rede de drenagem
Rede de drenagem ao exutório
Ordem dos rios
Operações de geram vetores
Operações que geram vetores1. Rede de drenagem
2. Catchments
Rede de drenagem
Rede de drenagem (Tabela de atributos)
Catchment
Outras funções