Autores
Pereira, J.S. (UNIOESTE) ; Hendges, E.R. (UNIOESTE) ; Marion, F. (UNIOESTE)
Resumo
Modelos Digitais de Elevação (MDE) consistem atualmente em uma das principais formas de representação do relevo. O presente trabalho analisou dados altimétricos pela comparação de perfis topográficos, no município de Francisco Beltrão/Brasil. Foram utilizados MDE oriundos de cartas topográficas (escalas 1:25000 e 1:50000), de interferometria gerados pelo radar SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) com resolução espacial de 90m e 30m, bem como pelo refinamento destes dados (Projeto Topodata). Utilizou-se para a comparação, dados oriundos de um levantamento aerofotogramétrico, em escala 1:2000 e com curvas de nível com equidistância de 1 m. Os diferentes levantamentos altimétricos, foram importados e tratados no aplicativo SPRING (Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas). Como resultados, apresentou melhor semelhança com a morfologia do terreno para a área estudada, os modelos derivados de interferometria, com destaque aos dados do projeto Topodata.
Palavras chaves
SRTM; TOPODATA; MDE
Introdução
Segundo Florenzano (2005), Modelos Digitais de Elevação (MDE), é uma representação tridimensional do relevo, e podem ser usados para extrair variáveis geomorfométricas do mesmo, como declividade, orientação de vertentes, curvatura do terreno, servindo assim, de suporte para a análise geomorfológica. Os Modelos Digitais de Elevação (MDE) constituem assim uma importante ferramenta do geoprocessamento, sendo obtidos por meio de fotogrametria, cartas topográficas e podem fornecer informações espaciais para a e análise da superfície terrestre (MICELI et al, 2011). De acordo com Valeriano (2008b), um MDE consiste em uma matriz com um valor de elevação em cada célula (pixel), ou seja, são arquivos estruturados em linhas e colunas georreferenciadas, contendo registros altimétricos. Desta forma, não há dúvidas que o resultado final de qualquer projeto desenvolvido no âmbito de um SIG (Sistemas de Informação Geográfica), através de um MDE, irá depender tanto dos processos aplicados, quanto do modelo utilizado, conforme evidencia Sampaio et al (2012). Uma base confiável e precisa é crucial para a obtenção dos MDE, sendo de fundamental importância para estudos principalmente voltados a identificação de feições de relevo. Além das cartas topográficas resultantes dos levantamentos feitos pela Divisão de Serviços Geográficos do Exército (DSG) nas escalas de 1:50.000 e 1:25.000, existe atualmente a disponibilidade de MDE gerados por interferometria, onde destacam-se o SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) e o Topodata. O primeiro, de acordo com Valeriano (2008a), foi gerado através de um sobrevoo ocorrido entre 11 e 22 de fevereiro do ano 2000, e resultou no recobrimento de cerca de 80% da superfície do planeta. O produto final foi disponibilizado gratuitamente como um MDE com pixel de 90 metros de resolução, e comercializado como um MDE com resolução de 30 metros. Mais recentemente, em novembro de 2014? a versão do MDE de 30m de resolução foi disponibilizada de forma gratuita, sendo liberado recentemente para aquisição gratuita. Já o Topodata é o resultado de uma reamostragem, por krigagem, dos dados SRTM que recobrem o território brasileiro, e foi elaborado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), gerando um MDE com 30 metros de resolução (VALERIANO, 2008b). Os dados Topodata possuem acesso livre no site do INPE, bem como as variáveis geomorfométricas deles extraídas. Assim o presente trabalho, tem como objetivo elaborar uma comparação de diferentes perfis topográficos gerados a partir de distintas fontes de dados altimétricos, na tentativa de determinar entre as fontes de informação altimétrica disponibilizadas de forma gratuita , o MDE que melhor representa o relevo de Francisco Beltrão/Brasil. Como base de comparação dos perfis topográficos, foi utilizado um levantamento aerofotogramétrico, na escala 1:2.000, com curvas de nível com equidistância de 1m. Este modelo é assumido neste trabalho como indicador da superfície topográfica real. Paralelamente, buscou-se avaliar se ocorre melhoria na representação do relevo quando se utiliza dados com melhor resolução, como a carta 1:25.000. Ainda, o uso de dados SRTM (30m e 90m) tem como objetivo, apontar se realmente existe ganho no uso de dados Topodata para a análise morfológica do relevo, uma vez que estes consistem em um refinamento do SRTM 90m.
Material e métodos
O primeiro passo para alcançar o objetivo proposto, foi georreferenciar as cartas topográficas da DSG, e em seguida digitalizar as curvas de nível. Estes processos foram realizados no ambiente do software Spring (versão 5.2.6), o qual, segundo Bosio e Zuim (2007), pode gerar malhas numéricas através de curvas e pontos cotados, ou seja, dados altimétricos. Para a geração das malhas numéricas, primeiramente criou-se pelo método de triangulação Delaunay, uma malha triangular TIN (triangular irregular network), através da qual, por meio de interpolador linear, foi gerada a grade retangular bem como o raster contendo os valores interpolados para cada pixel onde há ausência de dados. Já os dados SRTM e Topodata, uma vez feita sua aquisição, é necessário apenas realizar a importação dos mesmos ao banco de dados do Spring, uma vez estes dados já possuem a grade com valores altimétricos. Cabe aqui ressaltar que todas as fontes de dados foram importados sobre o mesmo sistema cartesiano de referência (SAD69), fato esse que possibilitou sobrepor as altimetrias conforme a sua respectiva coordenada geográfica. De acordo com a Mineropar (2002), o relevo da mesorregião Sudoeste do Paraná no qual localiza-se-se o município de Francisco Beltrão, caracteriza-se como ondulado e até montanhoso a escarpado nas áreas mais elevadas, o que forma um relevo de platôs elevados com áreas planas e desníveis acentuados. Sendo assim, é uma área que se encaixa na proposta de trabalho deste estudo, uma vez que possibilita a obtenção de diferentes morfologias ao traçar o perfil topográfico. A escolha da área também foi influenciada pela disponibilidade de levantamento aerofotogramétrico para a cidade de Francisco Beltrão, em escala 1:2.000, o qual permite a validação dos modelos utilizados. Como a proposta do trabalho foi avaliar a representação do relevo, através de perfis topográficos que abrangem do topo do morro ao fundo do vale, escolheu-se uma área correspondente as mencionadas feições geomorfológicas seguindo pelas encostas do morro, feições noroeste e sudeste. Também evitou- se traçar os perfis sobre áreas muito urbanizadas, uma vez que os elementos contidos acima da superfície e as alterações antrópicas, interferem nos MDE’s obtidos por interferometria.
Resultado e discussão
A figura 1 indica a localização do município de Francisco Beltrão, e no
detalhe, o recorte da área onde foram gerados os perfis topográficos.
Para tornar possível a comparação entre as diversas fontes de dados
altimétricos, foi gerado um perfil topográfico para cada uma destas,
comparando-a com os perfil do levantamento aerofotogramétrico que possui
equidistância das curvas de 1m. Ao longo da linha de perfil foram localizados
23 pontos de apoio separados por uma distância de 40 metros onde foram
realizadas as leituras das altitudes apontados pelas diferentes fontes de
dados, figura 2.
Se analisarmos primeiramente a diferença altimétrica de cada fonte de dados,
pode-se perceber que tanto os dados cotados nas cartas topográficas como o do
levantamento do SRTM sem tratamento apresentam altitudes distintas em ambos os
topos do morro. Nesse quesito, destaca-se o desempenho dos dados Topodata, que
apresentaram pequena diferença nos dados altimétricos tanto de fundo de vale
como no topo dos morros. Quanto ao aspecto visual dos perfis, nota-se que os
originados de interferometria, se comparados aos derivados das cartas
topográficas, resultam em perfis menos suaves, principalmente as fontes de
dados com pixel de 90 metros.
Ao analisar o perfil topográfico oriundo dos dados da carta topográfica
(Escala 1:50.000) pode-se perceber que o fundo do vale, possui uma superfície
mais aplainada se comparada ao perfil oriundo do levantamento
aerofotogrametrico. Tambem a vertente leste possui uma altitude menor do que a
encontrada no terreno real. Tal aspecto de menor altitude igualmente pode ser
vista no perfil topográfico oriundo dos dados do SRTM (90m). Assim a análise
dos resultados mostra um evidente declínio da precisão das informações
altimétricas e um elevado decréscimo na representação das feições do relevo
(fundo de vale aplainado) nos dados do SRTM 90m e da carta topográfica de
escala de 1:50.000. Tal resultado ja era esperado pela grande generalização
dos dados nessas escalas de representação.
Tomando por base o perfil gerado através do levantamento aerofotogramétrico,
quando comparamos os perfis Topodata e Carta Topográfica (1:25.000), percebe-
se que os dados Topodata permitem uma leitura mais fiel do relevo, tanto em
morfologia (fundo de vale), quanto em diferença altimétrica. Se comparados aos
dados SRTM 30m, nota-se uma grande semelhança entre os perfis, porém, os dados
Topodata são mais aproximados em termos de diferença altimétrica.
Localização da área estudada, no Estado do Paraná
Comparação entre perfis gerados a partir de diferentes fontes de dados.
Considerações Finais
Pelo exposto acima, percebe-se que dos dados altimétricos disponíveis gratuitamente comparados neste estudo, os dados do projeto Topodata mostraram melhores resultados. Consequentemente, pode-se afirmar que para a área estudada, os modelos mais condizentes com a realidade do terreno são os derivados de interferometria. Desses, podemos concluir que os dados Topodata também trazem vantagens, quando comparados aos SRTM, pois proporcionaram melhores resultados no que diz respeito à morfologia. Ainda, comprovou-se a afirmação de Sampaio et al (2012), pois os MDE obtidos por curvas de nível realmente apresentaram erros em áreas com baixa densidade ou ausência de dados como no caso de fundos de vale. Ressalta-se, porém, que os resultados obtidos não devem ser generalizados, pois derivam de uma pesquisa local, e portanto, restringem-se à área de estudo. Ainda, o fato de os dados das cartas topográficas e dos MDE’s serem obtidos por processos diferentes, limita a comparação entre eles. Portanto, aconselham-se novos estudos comparativos para áreas com morfologia diferente desta, pois de acordo com o objetivo de cada trabalho, o resultado mais interessante pode variar, dependendo da área de estudo, da forma de avaliação, dos métodos utilizados ou dos resultados pretendidos, por exemplo.
Agradecimentos
Referências
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