fotogrametria e fotointerpretação (aulas) (1)

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Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - UFVJM Faculdade de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia Florestal Assunto: Fotogrametria Métrica e Interpretativa Professor: Fabrício da Silva Terra Disciplina: Fotogrametria Métrica e Interpretativa

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Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - UFVJM

Faculdade de Ciências AgráriasDepartamento de Engenharia Florestal

Assunto: Fotogrametria Métrica e Interpretativa

Professor: Fabrício da Silva TerraDisciplina: Fotogrametria Métrica e Interpretativa

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Revisão sobre Fotogrametria (aspectos conceituais)

Conceito: Luz + Descrição + Medidas

Obtenção de informações confiáveis (razoável precisão) sobre

objetos físicos e meio ambiente através dos processos de registro,

medição e interpretação de fotografias áreas (F.A’s)

Diferencial (vantagem) da F.A: 3º Dimensão e resolução da informção

Ex. precisão: altura de voo (2.000 m) x localização (erro < 1 m)

Uso comum: mapas planialtimétricos a partir de F.A’s

(material base)

Planim. = posição horiz. das característica naturais

Altim. = posição vertical (elevação - altura) - topográfico

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Revisão sobre Fotogrametria (aspectos conceituais)

Divisões:

- Fotogrametria Métrica: dados quantitativos (coordenadas, áreas,

alturas, comprimentos, ângulos). Ex.: mapas e cartas topográficas

- Fotointerpretação: dados qualitativos (identificações em geral). Ex.

mapas temáticos

Aplicações:

- comprimentos de estradas, áreas de plantações, perímetro urbano,

distinção entre plantações, curvas de nível, redes de drenagem, APP,

geomorfologia, uso e cobertura do solo, altura de prédio, MDT, etc...

Vantagens: objeto medido s/ contato; aquisição de dados rápida;

armazenamento de informações; precisão alterada; repetibilidade de

análises; complexidade da superfície compreendida

Desvantagem: Condição climática (nebulosidade)

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Quais outras possíveis aplicações?

Exemplos de aplicações: elaboração de mapas (uso geral),

áreas passiveis à mecanização, inventário florestal, manejo

florestal levantamento de solos, levantamento geológico,

demarcação de estradas, determinação de ambientes de

produção agrícola, áreas de preservação permanente, áreas

susceptíveis á erosão, áreas de extrações, MDE,

coordenadas do terreno, altitudes, e vários outras...

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Revisão sobre Fotogrametria (Fotografias Aéreas)

Natureza das fotografias aéreas:

Fotografia aérea ≠ mapa

Fotografia aérea = informação (muito útil) base para elaboração

Pares estereoscópicos: método usado para obter informações

sobre dos objetos avaliados (2 fotografias)

Onde... Posição do objeto é definida pela direção e pelo menos 2

intersecções = necessário para definir posição (Ex1. linha de voo e pdf)

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Revisão sobre Fotogrametria (Fotografias Aéreas)

Classificação quanto...

- Instrumento: analógica ou digital

- Localização (plataforma): espacial (orbital), aérea e terrestre

- Distância focal: curta (de 3 ½ a 12”) e grande (de 18 a 100”)

- Escala: pequena (1:15000 a 1:20000 (+ comum)), média (1:5000

até 1:15000) e grande (1:200 até 1:5000) – resolução

- Cor: pancromático (nível de cinza), colorido, infravermelho

pancromático e infravermelho colorido

- Orientação da câmera

A) verticalB e C) oblíquo baixaD) obliquo altaD) Fotografia terrestre horizontal

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Distorções: deformações de objetos- relevo acidentado- Variação no H- Inclinação da câmera

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Revisão sobre Fotogrametria (Geometria Básica)

- Geometria da fotografia (Ex. 2)

Distância focal (f): dist. perpend. entre plano nodal inferior e sensor

Altura de voo (H’): centro perspectivo ao solo

Eixo Óptico: dist. vertical (Nadir) entre o sensor e a superfície (foto vert.)

Ponto Principal (PP): central da fotografia aérea (centro fiducial ou óptico)

Campo de visada (FOV): área de cobertura (Ex. 3)

- Escala (real) da fotografia aérea: dist. na foto / dist. superf.

O que significa 1:5000?

Escala nominal (ou aproxim.) = f / H (escala da foto inteira)

Ex. Escala 1:6000; distância focal 15 cm; altura de voo?

(90000 cm ou 900 m)

Demais exemplos (apostila de fotopedologia)

- Variações na escala: alteração em H ou do relevo do terreno (Ex. 4)

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O que de conter no plano de voo:

- Área de cobertura: 20 km x 60 km

- f = 152 mm

- Escala da fotografia: 1:20.000

- Recobrimento longitudinal: 60 %

- Recobrimento lateral: 30 %

- Formato da fotografia: 23 cm x 23 cm

- Velocidade de voo: 200 km/h

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Layout das fotografias aéreas (Notificações)

Dimensão: 23 x 23 cm

PP

ouReferencial (centro)Fiducial

Coordenadasdo terrenoconhecidas

Linha de voo

(pontos de apoio)

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Apoio de campo (obtenção das coordenadas):

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Revisão sobre Fotogrametria (Esteroscopia)

Estereoscopia: Ciência ou arte que permite a visão estereoscópica

(terceira dimensão) e o estudo de métodos que permitam esse

efeito (fotografias aéreas e instrumentos óticos)

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Revisão sobre Fotogrametria (Esteroscopia)

Estereoscopia: terceira dimensão

Visão monocular(um olho fechado) Única foto e único plano- Formas- Cores- tamanho

Visão binocular (percepção de profundidade - Ex.5)- ≠ ângulos de aquisição das fotos: 1 foto - 1 olho

- Mesmo ponto em 2 fotos- Cada olho no mesmo ponto em ≠ fotos- Estereoscópio (espelho ou bolso) Ex.6- Fusão dos pontos = fusão da imagem = percepção(fusão das imagens) estereoscópica

estereopar ou par estereoscópicofotoaérea

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Revisão sobre Fotogrametria (Esteroscopia)

Anáglifo: terceira dimensão

Imagem processada de tal forma que...

Lente verde = imagem verm.

Lente verm. = imagem verde

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Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação)

Conceito: arte de examinar imagens dos objetos nas fotografias e

deduzir o significado (interpretar). Para que serve? Subsídio a outros trabalhos

- Preparação de Estereogramas (imagem tridimensional gerada a

partir do estereopar através da esteresocopia)

1º) Mosaico de imagens

Fotoíndice: sequência (articulação) de fotos e direção de voo

2º) Localização da área de estudo

3º) Escolha das fotos que abranjam a área

4º) Seleção dos pares por parte da área

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Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação)5º) Localizar pontos principais (ou comuns às duas)

6º) Entra em ação a estereoscopia

Par de fotos aéreas+

Estereoscópio=

Estereograma

Obs. Sempre anotar- Faixa de voo- Número da foto- Data da foto- Escala- Distância focal- Comprimento da base fotográfica

Importante: Só existe estereograma em área de sobreposição (estereoscopia)

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Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação)

7º) Uma vez obtido o esterograma (também pode ser obtido de forma digital)

8º) Delimitação das camadas de informações (plano horizontal)

Mas como delimitar? Restituição

Quais informações?

- Formas de veget.- Uso e cobertura- Solos e erosão- Drenagem- Formas do relevo- Geologia- Estradas- Perím. UrbanoEntre outras

1 inform. por camada

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Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação)

7º) Uma vez obtido o esterograma (também pode ser obtido de forma digital)

8º) Delimitação das camadas de informações (plano horizontal)

Mas como delimitar? Restituição

Quais informações?

- Formas de veget.- Uso e cobertura- Solos e erosão- Drenagem- Formas do relevo- Geologia- Estradas- Perím. UrbanoEntre outras

1 inform. por camada

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Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação)

7º) Uma vez obtido o esterograma (também pode ser obtido de forma digital)

8º) Delimitação das camadas de informações (plano horizontal)

Mas como delimitar? Restituição

Quais informações?

- Formas de veget.- Uso e cobertura- Solos e erosão- Drenagem- Formas do relevo- Geologia- Estradas- Perím. UrbanoEntre outras

1 inform. por camada

Mas já não existe uma forma mais “moderna para isso”?

Tem que ser na base do lápis?

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Split-Screen: Estereoscópio de espelho

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Restituição

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Orientação do Estereopar

1. Encontrar a região de superposição

2. Sombras na direção do observador

3. Anotar dados das fotos (todas informações)

4. Determinar centros fiduciais (PP): cruzamento de linhas

NÃO RISCAR AS FOTOGRAFIAS

5. Transferir centros fiduciais (identificar homólogos nas fotos): papel vegetal

6. Medir as fotobases (ou bases instrumentais): (O1 e O1’) e (O2 e O2’)

7. Traçar linha de voo (papel vegetal) de ≈ 50 cm

8. Alinhar as fotografias sobre a linha de voo (centros fiduciais e homólogos

sobre a linha)

9. Fotos afastadas ≈ 25 cm. Começa a aproximá-las

10. Após a visão estereoscópica: fixar as fotos sobre folha base

NÃO COLOCAR FITAS SOBRE MARCAS FIDUCIAIS

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Orientação do Estereopar

Obs.: sombra sempre voltada para o analista

Orientação das imagens

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Paralaxe

Deslocamento aparente de um referencial causado pelo

deslocamento do observador.

Deslocamento (ou Paralaxe Estereoscópica)

- Proporcional à altura do terreno (ou objeto): ↑ objeto ↑ paralaxe

- Paralelo à linha de voo

Exemplo: dedo na frente do rosto

Um olho de cada vez, aproxima e afasta o dedo

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Obtenção da Paralaxe

- Principal objetivo:

Obter medidas de altura e desnível entre pontos

- Formas de obtenção:

Monoscópica (s/ esteroscopia): + simples, + intuitivo, + pontos

bem identificado, medidas aproximadas, trabalhos expeditos,

equipamentos: lupa e micrômetro (ou escalímetro ou paquímetro)

Estereoscópica: ↑ precisão, equipamento: barra de paralaxe

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Paralaxe Monoscópica

Valor (paralaxe) absoluto: baseado na ≠ de coordenadas no eixo X

Relembrando X: eixo das abscissas

Y: eixo das ordenadas

Pb (paralaxe no ponto b) = D - db, onde D é a distância entre PP

ou = xb - x’b

Verticalizando

Ex. 7

Fonte: Antonio M. G. Tommaselli

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Equação de Paralaxe

- Por semelhança de triângulos

chega-se em:

ha = H - B.f(xa - x’a)

ha: altura do ponto A

Obs.: Cálculos não apresentados

Fonte: Antonio M. G. Tommaselli

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Desnível entre dois pontos (Ex. 7)

Obs. ≠ de paralaxe entre dois pontos é igual a ≠ de altitude

entre esses pontos

Exemplo: foram medidas as coordenadas de dois pontos num aeropar sendo:xa = 90,51 mm xa’ = - 15,40 mmxb = 05,32 mm xb’ = - 62,47 mmOutros dados H = 3800 m, f = 152 mm e base aérea 1320 m.

Determinar ∆Hab.

Cálculo da paralaxePa = xa - xa’ = 90,51 +15,40 = 105,91 mmPb = xb - xb’ = 05,32 + 62,47 = 67,79 mmha = H - B . f / Pa e hb = H - B . f / Pb∆hab = hb - ha

Assim:ha = 3800 - (1320 m x 152 mm) / 105,91 mm = 1905,56 mhb = 3800 - (1320 m x 152 mm) / 67,79 mm = 840,27 m∆hab = 840,27 - 1905,56 = - 1065, 29 m

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Condições para uma boa visão estereoscópica

- Superposição longitudinal ≥ 50 %

- Variação da escala < 5 %

- Relação B (base aérea) / H (altura de voo + altura média do

terreno) não pode ser muito grande

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Aerotriangulação (restituição)

Processo atual para densificação dos pontos de controle

utilizados na correlação entre fotografias aéreas e sistemas de

coordenadas partindo de poucos pontos de coordenadas conhecidas

nos dois sistemas (foto e terreno).

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Sequência para fotointerpretação8:

Define o objeto de estudo

Define a área

Fotografias aéreas

Fotomosaico

Estereograma

Camada de informaçõesElementos de reconhecimentoIdentificação topográfica

Identificação e reconhecimento

Descrição das informações e dados

Análise e interpretação Elaboração do mapa final

Comparação (verdade de campo)

Relatório (se for o caso)

Material base pré-existente- Solo- Topografia- Geologia- Vegetação- Clima- Etc...

Para ganhar tempo:Reconhecimento de campoNoções sobre a área de estudo

1 por vez

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Características do fotointérprete:

- Acuidade visual: capacidade de perceber diferenças na posição dos

objetos (perceber em 3D);

- Poder de observação e imaginação para dedução observando o

entorno;

- Paciência e adaptabilidade: detalhamento na interpretação (quebra-

cabeças);

- Discernimento e bom-senso: compara ideias e fatos (raciocínio e

conclusão lógica)

- Experiência: quanto maior melhor e mais rápido o trabalho

(conhecimento prévio do local também ajuda) ↑ habilidade

- Expressões “provável” e “possível” (muito comuns): certeza = campo

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Fases da fotointerpretação:

1°) Leitura da foto

# Reconhecimento dos elementos gerais (s/ estereoscópio)

# Limites (entre alvos ≠) e contornos

2°) Análise de foto

# Classificação (elementos de reconhecimento)

# C/ estereograma (posição na paisagem)

3°) Síntese da fotointerpretação

# Organização das informações conforme objetivos

# Ex. mapa de uso e cobertura, mapa florestal, mapa solos, etc...

# Potencialidades da área

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Maneiras de interpretação (Leitura e Análise):

1°) Do geral indo para o específico

# Visão geral da foto (antes de começar)

# Dos elementos predominantes aos menos representativos

2°) Interpretação de um tema por vez

# Do mais familiar ao mais específico (ex. solo exposto, tipos de

vegetação, áreas agrícolas, ...)

3°) Das feições conhecidas para as desconhecidas

# Extrapolação dos padrões analisados para outras áreas

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Fotointerpretação Básica:

- Objetos fáceis de serem identificados (sem necessidade de 3D)

(florestas, áreas cultivadas, lagos, rios, cidades, pontes, estradas,

construções, solo exposto, ...)

- Auxílio: ≠ tonalidades e sombras (porte e altura)

- Informações: proporcional à escala e qualidade da foto

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Superfície ondulada ou montanhosa:maior número de sombras

No entanto existem algumas que necessitam

de informações em 3ª dimensão

(estereopar)# Rede de drenagem# Bacias hidrográficas

# Geomorfologia Fonte: Instituto das Águas do Paraná

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Fotointerpretação Básica:

- Leitura simples da fotografia aérea (recursos naturais)

Exemplos:

- Vegetação baixa (grama, cana ou milho em estágio inicial): tonalidade clara e textura fina

- Milho ou cana mais desenvolvido: tonalidade mais escura e textura mais grosseira

- Pastagens ou campos: tonalidade clara e textura suave

- Florestas densas: tonalidade escura

- Floresta (início): tonalidade clara

- Florestas mistas: sombreamento

- Rios e riachos: sinuosidade, coloração uniforme,

topografia, vegetação no entorno

- Áreas de várzea: tonalidade escura

- Diferenciação entre camadas de solos (superf.)

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Fonte: Instituto das Águas do Paraná

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Fonte: Instituto das Águas do Paraná

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# Afloramentos rochosos

# Padrões de fraturas e estratificações

Fonte: Instituto das Águas do Paraná

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Elementos de reconhecimento9:

- Tonalidade (intensidade da cor: claro á escuro)

# Depende objeto (umidade e composição), relevo mas também

da qualidade do equipamento (resolução).

# Cor

Vegetação: status hídrico, sanidade,

diferenças entre espécies

Solo: óxidos de Fe, M.O, umidade,

granulometria

Água: cores escuras sedimentação,

eutrofização

- Textura (frequência e arranjo de tons

de um conjunto de indivíduos)

# Dependente da escala

(suave, fina, aveludada, grosseira, rugosa, áspera, irregular)

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Elementos de reconhecimento:

- Padrões (disposição espacial, repetição de formas)

Blocos “ordenados”: cafezal, pomares, eucalipto

Blocos “maciços”: floresta (reflorestamento) e cerrado

Blocos “ao acaso”: floresta natural

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Elementos de reconhecimento:

- Forma (reconhecido pelas dimensões ou contornos)

Cursos d’água: sinuoso e trajeto irregular

Várzeas: contornos curvilíneos

Vegetação natural: contorno irregular e aspecto variável

Culturas, reflorestamentos: formas retangulares ou regulares

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Elementos de reconhecimento:

- Dimensão (Tamanho e Porte ou volume): varia conforme a escala

# Altura relativa dos elementos

Ex.: ≠ entre coberturas florestais jovens e adultas

- Sombra: auxílio

# Textura

# Dimensão

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Elementos de reconhecimento:

- Aspectos associados

# Interpretação baseada no entorno

# Informações adicionais e auxiliares

Ex.: áreas cultivadas: carreadores; reflorestamentos: glebas c/

limites regulares e carreadores

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Elementos de reconhecimento:

- Localização Relativa

# Disposição de alguns objetos em relação à outros

Ex.: Mata Ciliar próxima às redes de drenagem

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Aplicações para Vegetação (Prática):

# Culturas sazonais- Textura: fina e contínua- Porte: rasteiro ou baixo- Tonalidade: verde claro ou médio- Aspec. Assoc.: canais de irrigação e drenagem; faixas de rotação de culturas,carreadores, terraceamento, curvas de nível

# Culturas perenes- Textura: granular (fina a média)- Porte: baixo e médio- Tonalidade: verde médio a escuro- Aspec. Assoc.: individualização das plantas, plantio uniforme, espaçamentolargo, configuração geométrica das glebas

# Pastagem- Textura: fina, homogênea, ligeiramente aveludada- Porte: rasteiro- Tonalidade: verde claro e médio- Aspec. Assoc.: presença de aguadas, bebedouros, cercas, currais, trilhas,árvores para sombreamento

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Aplicações para Vegetação (Prática):

# Reflorestamento- Textura: fina a média- Porte: médio a alto- Tonalidade: verde médio a escuro intenso- Aspec. Assoc.: glebas com limites regulares e carreadores definidos

# Vegetação natural (Mata)- Textura: média e grossa (irregular)- Porte: alto- Tonalidade: verde médio a escuro intenso- Aspec. Assoc.: ausência de carreadores e limites irregulares ou regulares porderrubada

# Vegetação natural (Capoeira)- Textura: fina e/ou média- Porte: médio- Tonalidade: verde médio

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Aplicações para Vegetação (Prática):

# Vegetação natural (Cerradão)- Textura: fina e/ou média- Porte: médio a alto- Tonalidade: verde médio a escuro

# Vegetação natural (Cerrado)- Textura: fina- Porte: baixo- Tonalidade: verde claro a médio

# Vegetação natural (Campo Cerrado)- Textura: fina e contínua- Porte: rasteiro e baixo- Tonalidade: verde claro

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REDE DE DRENAGEM

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Elementos de reconhecimento:

- Rede de drenagem (ou rede hidrográfica):

# Sistemas (conjunto) de canais naturais ou artificiais conectados

entre si capazes de drenar a água superficial, em geral provenientes da

chuva

# IMPORTÂNCIA: modelagem da superfície (geomorfologia),

arranjo planimétrico dos cursos d’água, comportamento hidrológico de

uma bacia hidrográfica (captação de água), infiltração e deflúvio da

precipitação, gerenciamento de áreas de mananciais, processo erosivo,

monitoramento ambiental, condições do terreno, relacionada com geologia

e solos

- Bacia hidrográfica (ou bacia de drenagem): conjunto de terras que fazem a

drenagem da água das precipitações para os cursos d’água e seus

afluentes (desníveis de terreno que orientam os cursos d’água; limitada por

divisores d’águas)

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- Material impermeável (densa): argila e folhelho (textura fina)- Material permeável (pouco denso): conglomerado, arenito (grosseira)

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Aspectos descritivos (qualitativos)

# Caracterização da rede de drenagem

- Identificação dos canais contribuintes (tributários)

- Ramificações da rede desde a cabeceira de drenagem

4° Ordem

3° Ordem

2° Ordem

1° Ordem

# Profundidade deentalhamentoda superfície

# Canal mais profundo

Bacias de 3° ordem: refletem melhor as características do solo

Bacias de 4° ordem: refletem melhor as características da rocha

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Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Padrões (tipos ou modelos): aspecto do conjunto de canais

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Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Grau de integração: caminhamento dos canais entre 2 pontos

↓ distância ↑ capacidade de integração / ↑ plano ↓ integração

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Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Densidade: n° canais por unidade de área (proximidade)

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Page 60: fotogrametria e fotointerpretação (aulas) (1)

Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Grau de uniformidade: Uniforme - mesmo padrão ao longo

da imagem; Não uniforme - variação de padrões

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Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Orientação: aspectos direcionais no caminhamento descendente

normal dos cursos d’água

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Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Angularidade: mudanças abruptas no caminhamento dos canais

(indicada com setas)

- Grau de controle: fatores que alteram o sentido normal da rede de

drenagem (Ex.: Rocha) - relacionado à orientação e angularidade

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Aspectos descritivos (qualitativos):

# Caracterização da rede de drenagem

- Ângulo de confluência: ângulo formado na foz do tributário com

seu receptor

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TRABALHO: Análise descritiva da rede de drenagem

# Identificar os tributários e a ordem da bacia hidrográfica