SOL681GEOPROCESSAMENTOAPLICADOAPEDOLOGIA UNIVERSIDADEFEDERALDEVIOSA DEPARTAMENTODESOLOS

Modelodigitaldeelevao, Baciashidrogrficas, Atributosdoterrenoe Interpoladores ElpdioIncioFernandesFilhoProf.DS ElianadeSouzaGegrafaMS ViosaMG Agosto2010

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia

INDICE

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Modelodigitaldeelevaoebaciashidrogrficas...............................................................1 DownloaddeimagemSRTM.................................................................................................2 Mosaicodeimagens..............................................................................................................3 Recortedeimagem...............................................................................................................4 Conversodosistemadecoordenadas ................................................................................6 . EliminaodeerrossistemticosdaimagemSRTM.............................................................8 ObtenodeModelodigitaldeelevaohidrologicamenteconsistente..........................12 Delimitaodasbaciashidrogrficas..................................................................................13 Delimitaodassubbacias.................................................................................................17 9.1. 9.2. 9.3. Obtenodadrenagemnumrica...................................................................................18 Definiodaordemdadrenagem...................................................................................19 Regionalizandoaredededrenagem...............................................................................20

10. Delimitandoassubbaciassegundoaordemdadrenagem...............................................23 11. Conversodadrenagemnumricaparavetorial................................................................24 12. RecortedadrenagemvetorialClip...................................................................................25 13. Apresentaodomapadedrenagem.................................................................................26 13.1. 13.2. 13.3. Apresentaodadrenagembaseadanaordem.............................................................26 Apresentaodadrenagembaseadanaordem(escalagrande)....................................27 Generalizandoadrenagemapresentaoparatodaabacia.......................................29

14. Obtenodendicesmorfomtricos...................................................................................31 14.1. 14.2. 14.3. 14.4. 14.5. 14.6. Convertendoadrenagemderasterparavetor...............................................................32 RecortandoadrenagemClip.......................................................................................32 UniodetabelascombasenalocalizaoespacialSpatialjoin...................................33 Clculodocomprimentodadrenagem...........................................................................34 Uniodetabelascombaseematributos(Join)...............................................................38 Calclodendicesmorfomtricos...................................................................................39

ii

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia Atributosdoterreno...................................................................................................................42 15. Recortedeimagemrastercombaseemlimitevetorial.....................................................43 16. Sombreamentodorelevo...................................................................................................46 17. Modelodigitaldeelevao.................................................................................................48 18. Declividade..........................................................................................................................51 19. Reclassificaodedadosnoformatoraster.......................................................................54 20. Radiaosolar.....................................................................................................................56 21. Curvasdenvel....................................................................................................................59 22. Obtendoomapadecurvatura............................................................................................64 23. Aspecto(facedeesposiodorelevo)................................................................................67 24. Perfiltopogrfico.................................................................................................................71 25. Elaboraodelayout...........................................................................................................75 Interpolao................................................................................................................................78 26. Interpoladores.....................................................................................................................79 27. InterpolaodedadosdoIBGE...........................................................................................80 28. Orientaodahidrografia...................................................................................................80 29. Interpoladores.....................................................................................................................83 A. B. TopotoRaster......................................................................................................................83 TINTriangularIrregularNetwork......................................................................................85

30. InterpolaodedadosdoSRTM.........................................................................................89 31. Recortedeimagemrastercombaseemlimitevetorial.....................................................89 32. ConvertendoosvaloresdoMDEdoformatofloatingparainteiros...................................90 33. Convertendoosvaloresdealtitudedeumarquivorasterparaoformatoshapefile........90 34. Interpoladores.....................................................................................................................92 A. B. C. D. E. IDWInversodoquadradodadistncia .............................................................................92 . KRIGING ...............................................................................................................................94 . NaturalNeighbor.................................................................................................................96 Spline ...................................................................................................................................97 . Splinewithbarries...............................................................................................................99

iii

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia F. G. TopotoRaster....................................................................................................................101 TIN(TriangularIrregularNetwork)....................................................................................102

35. AvaliaovisualdosmodelosobtidosparaainterpolaodosdadosdoIBGE...............104 36. AvaliaoVisualdosModelosobtidosparaainterpolaodosdadosdoSRTM.............106 37. Avaliaoquantitativadaexatidodosmodelosobtidospelosinterpoladores..............117

iv

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia

1.

MODELO DIGITAL HIDROGRFICAS

DE

ELEVAO

E

BACIAS

Aprticamodelodigitaldeelevaoebaciashidrogrficastemcomoobjetivogerar um modelo digital de elevao e extrair deste a drenagem numrica, bacias e subbacias, bem como ndices morfomtricos da bacia, tais como densidade de drenagem e ndice de circularidade. ParatantoseroutilizadasimagensSRTMqueapstratadasdaroorigemaomodelo digital de elevao, do qual sero derivadas a rede de drenagem a bacia e subbacias hidrogrficas. AbaciahidrogrficaselecionadapararealizarestaprticaadoRioDocelocalizada nosEstadosdeMinasGeraiseEspritoSanto. A base de dados utilizada composta pela rede de drenagem mapeada pelo IBGE e porimagensSTRMcorrespondentesaoterritriodabaciaemquesto.

Os procedimentos executados so: aquisio de imagens SRTM, elaborao de mosaico, eliminao de erros sistemticos das imagens SRTM a saber: clulas sem dado e depresses esprias, delimitao de bacias hidrogrficas, recorte de imagens raster, obteno de modelo digital de elevao hidrologicamente consistente, mapeamento da drenagemnumrica,hierarquiadoscanaissegundoaordemdedrenagem,delimitaode bacias e subbacias, determinao de ndices morfomtricos de bacias hidrogrficas e elaboraodelayouts.

1

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia

2.

DOWNLOAD DE IMAGEM SRTM

Inicialmente,devemosbaixarasimagenscorrespondentesreadetrabalhonositedo Grupo Americano em Pesquisa e Agricultura Internacional. . As imagens SRTM cobrem toda a rea continental, cada imagem SRTM definida por umaquadrculadecincograusdelatitudeecincodelongitude.Aseleoeaquisiodasimagens podeserfeitaapartirdovalordascoordenadasgeogrficasdareadeinteresse(grausdecimalou graus/minutos/segundo)ouporseleodeacordocomaposio.Paratantodevesemarcaraopo deseleoemSRTMDataSelectionOptions. Em alguns casos a rea de interesse abrange mais de uma cena, como para a rea da Bacia do Rio Doce, que tem rea abrangendo trs cenas. A imagens sero adquiridas com base na posiodasquadrculas,apartirdosvaloresdoeixoYeX:A)2816,B)2817eC)2916.Ao passaromousesobreomapaosvaloresdeYeXmudam. PararealizarodownloaddasimagensnoformatoTIFF,deveseclicarnoBoxClickhere BeginSearch(Figura1).

Figura1.Pginaparadownload.EmdestaqueascartasselecionadasparadownloaddosarquivosSRTMelinkparainiciaromesmo.

2

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia Aps selecionar as imagens para download informaes sobre cada uma das imagens SRTMsoapresentadasnumajanela(Figura2).

Figura2.Apresentaodasinformaesdaimagemselecionada.

FaaoDownloaddasimagensclicandoemDATADownload(Ftp).Salveosdocumentos compactadosnodiretriodetrabalhoquedevesercriado.Emseguida descompacteosarquivos.

3.

MOSAICO DE IMAGENS

Areadeestudoabrangetrscenas,porissonecessriofazeromosaicodasimagens obtendo um nico arquivo, facilitando, assim, os processamentos posteriores. Para isso inicie um projetonovonoArcGISeadicioneosarquivosdescompactadosdasSRTM. 1. NoArctoolbox,selecioneDataManagementTools toNewRaster, 2. NocampoInputRastersadicioneasimagensSRTM, 3. NocampoOutputlocationselecioneumapastaparasalvaroarquivomosaico, 4. Em Raster dataset name with extension d um nome para o arquivo que ser gerado (mosaico), 5. Empixeltypeselecione16_bit_signed,quegaranteboaresoluodomosaico, 6. CliqueemOK(Figura3). Raster Rasterdataset Mosaic

3

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia

Figura3.Configuraoparageraromasaico.

No final do processamento remova da tabela de contedo os arquivos rasters no formatotiffdeixandoapenascomoarquivomosaico.Essemosaicoultrapassaoslimitesdabaciae podeserreduzidodemodoquehajaumprocessamentomaisrpidonasetapasseguintes.

4.

RECORTE DE IMAGEM

Orecortedaimagemserfeitoapartirdaconversoparaumnovoarquivodacenada imagemapresentadanatela.Ocortenecessitadeconhecimentodoslimitesdarea.Casonoseja possivelestabeleceroslimitesdareasemincorreremerroopteportrabalharcomtodoomosaico. NesseestudooslimitesdareadetrabalhoestoinseridosnoretnguloapreentadonaFigura4. Clique em zoom in e faa um retngulo selecionando a rea de modo que essa seja apresentadanatelaemsuaextensomxima(Figura4b).

A

B

4

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia Figura4.Delimitaodareaqueondeseinsereabacia. Apsaseleodareacliquecomobotodireitosobreolayermosaicoeselecione Data ExportData.Configureoarquivodesada(Figura5). 1. No campo extent selecione data frame (current) para criar um arquivo com a extenso selecionada, 2. Emnamedonomedesaida(mosaico_RD), 3. EmFormat,selecioneoformatocomoGRID, 4. Cliqueemsave.

Figura5.TeladaferramentaExportData,utilizadaparaexportarsomenteapartedeinteressedo mosaicoemumnovoarquivo.

5

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia

5.

CONVERSO DO SISTEMA DE COORDENADAS

OsistemadecoordenadasdasimagensSRTMosistemageogrfico,comcoordenadas emgrausdecimaiseoDatumoWGS84.Noentanto,paraextrairadrenagemeobtermedidasde comprimentoderios,reasdebacia,bemcomoparaderivaromapadedeclividadeprecisoqueo modelodeelevaoestejaemcoordenadasmtricas,dessemododevemosrealizaraconversodo sistemadecoordenadasgeogrficasparaomtrico. AreadabaciaestcontidaemmaisdeumfusoUTMcomsuamaiorpartenofuso23.Neste caso, sendo uma pequena parte da rea contida em outro fuso, podese fazer uma extrapolao projetandotodaareaparaofuso23edatumSAD69. 1. NoArcGisfaaaconversodosistemadecoordenadas, 2. Abra o ArcTolbox, d um duplo clique em Data Manegement Tools Projections and Transformationsdefineprojection, 3. NocampoinputDatasetorFeatureClassselecioneoarquivodeentrada(mosaico_RD).No campo Coordinate System selecione o sistema Geographic Coordinate Systems South AmericaSouthAmericanDatum1969(Figura6),

Figura6.Configuraodosistemadecoordenadadomosaico. EmseguidafaaaprojeodomosaicodosistemaGeogrficoparaosistemaUTM(Figura7). 6

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia 1. EmDataManegementToolsProjectionsandTransformationsrasterProjetcraster, 2. NocampoInputrasterselecioneoarquivomosaico_rd, 3. No campo Output raster Dataset selecione o sistema de coordenadas de sada. Clique em SelectProjectcoordinatesistenUTMsoutthamericasoourthAmerica23 4. NocampoOutputCellSizedefinacomo90otamanhodasclulas 5. No campo Geographic Transformation (optional) selecione SAD_1969_To_WGS_1984_14, sistemautilizadonoBrasildesde1877.

Figura7.Configuraodasopesparaconversodosistemadeprojeo.

7

SOL681GeoprocessamentoAplicadoaPedologia

6. ELIMINAO IMAGEM SRTM

DE

ERROS

SISTEMTICOS

DA

Apartirdeagoravamostrabalharcomoarquivoemcoordenadasmtricasdosistema UTMcomoarquivomosaicoutm).Observequehvaloresnegativoscontidosnoraster,osquaisso caracterizados como rudos e ocorre por falhas no sistema de aquisio da mesma. Os rudos geralmente esto localizados em regies prxima a espelhos dgua e/ou reas de relevo montanhoso/escarpado.Acorreodetaiserrosnecessriaparageraromodelodigitaldeterreno hidrologicamenteconsistente.Naparaeliminarospixelscomvalornegativovamosutilizarumfiltro de preenchimento das clulas com valores mdio das clulas que esto num raio de alcance que comprendetresclulas. 1. AtiveabarradeferramentaSpatialAnalyst. 2. Na barra Spatial Analyst clique em Options e configure o diretrios de sada para C:\usuario\SOL681\bacias (Figura 8). Desse modo todos os arquivos gerados sero gravadosnessapasta.

Figura8.Configuraododiretriodesadadabarradeanlisesspacial. Na barra de tarefas Spatial Analyst clique em raster calculator e utilize a frmula abaixo.Essafrmulafazcomquetodasasclulascomvalornegativotornemsenulas(nodata). datanull=setnull([mosaico_utm]