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