Análises espaciais: Modelos Numéricos de Terreno

1. Análises espaciais:Modelos Numéricos de Terreno Profª Iana Alexandra Alves Rufino (iana_alex@uol.com.br)

2. Análises Espaciais: MNT - Interpolação de levantamentostopográficos • Interferometria por radar • Pares Estereoscópicos

3. Interpolação Principais métodos de interpolação disponíveis no SIG: • Inverso do quadrado da distância • Krigagem • Curvatura mínima (Spline) • Métodos multiquadráticos • Triangulação de Delaunay

4. Interpolação Principais métodos de interpolação disponíveis no SIG: • Inverso do quadrado da distância • Krigagem • Curvatura mínima (Spline) • Métodos multiquadráticos • Triangulação de Delaunay

5. Interpolação EXEMPLO PRÁTICO DE COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS DE INTERPOLAÇÃO (ANÁLISE ESTATÍSTICA) Os dados a serem analisados fazem parte de um conjunto de 700 amostras de solo, coletadas a partir de levantamentos geoquímicos e distribuídos em uma área de 2970 km2, portanto possuem uma densidade de amostragem de aproximadamente 2 amostras por 10 km2. Cada amostra possui uma posição geográfica definida pelas coordenadas x e y, sendo a variável z a medida pontual da concentração em partes por milhão (ppm) de determinado elemento. Esses pontos foram convertidos em formato raster, cada um correspondendo a um pixel de 100 m de resolução e a área é coberta por 418 colunas e 502 linhas. Em seguida, foram obtidos parâmetros estatísticos das imagens resultantes como pode ser observado na tabela abaixo:

6. Interpolador Média ( ) Desvio padrão ( ) Inverso do quadrado da distância 143 ppm 44 231 ppm Krigagem 141 ppm 54 249 ppm Triangulação de Delaunay 140 ppm 58 256 ppm Curcatura mínima 139 ppm 66 271 ppm Interpolação EXEMPLO PRÁTICO DE COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS DE INTERPOLAÇÃO (ANÁLISE ESTATÍSTICA) Em seguida, foram obtidos parâmetros estatísticos das imagens resultantes como pode ser observado na tabela abaixo:

7. Interpolação EXEMPLO PRÁTICO DE COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS DE INTERPOLAÇÃO (ANÁLISE ESTATÍSTICA) Para efeito de ilustração da escolha do melhor método de interpolação, foram selecionadas 20 AMOSTRAS, lembrando-se sempre de que recomenda-se encontrar os resíduos em todos os pontos que se tem o controle. O cálculos dos resíduos (R) é a a diferença entre os valores reais e os valores obtidos a partir do método de interpolação em cada ponto.

8. Interpolação EXEMPLO PRÁTICO DE COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS DE INTERPOLAÇÃO (ANÁLISE ESTATÍSTICA) Para efeito de ilustração da escolha do melhor método de interpolação, foram selecionadas 20 AMOSTRAS, lembrando-se sempre de que recomenda-se encontrar os resíduos em todos os pontos que se tem o controle. O cálculos dos resíduos (R) é a a diferença entre os valores reais e os valores obtidos a partir do método de interpolação em cada ponto.

9. VISÃO EM PERSPECTIVA UTILIZANDO A CURVATURA MÍNIMA MAPA DE CONTORNO UTILIZANDO A CURVATURA MÍNIMA VISÃO EM PERSPECTIVA UTILIZANDO TRIANGULAÇÃO DE DELAUNAY MAPA DE CONTORNO UTILIZANDO A TRIANGULAÇÃO DE DELAUNAY

10. VISÃO EM PERSPECTIVA UTILIZANDO A KRIGAGEM MAPA DE CONTORNO UTILIZANDO A KRIGAGEM MAPA DE CONTORNO UTILIZANDO INVERSO DO QUADRADO DA DISTÂNCIA VISÃO EM PERSPECTIVA UTILIZANDO INVERSO DO QUADRADO DA DISTÂNCIA

11. Análises Espaciais: MNT - Interpolação de levantamentostopográficos • Interferometria por radar • Pares Estereoscópicos

12. Interferometriapor Radar • Dois satélites observam a mesma superfície terrestre • Ou um satélite adquire duas imagens defasadas de poucos dias • Os dados são processados para imagens complexas de SAR

13. Interferometriapor Radar • A diferença de fase das duasimagensé processadaparaobterinformaçãosobrea altitude e/oumovimentoda superfícieterrestre Imagens do ERS adquirido em fevereiro de 1994. Cortesia de Dennis Fatland, Alaska SAR Facility

14. A MISSÃO SRTM • O SRTM é uma missão espacial liderada pela NASA com parceria das agências espaciais da Alemanha (DLR) e Itália (ASI), realizada durante 11 dias do mês de fevereiro de 2000 visando gerar um modelo digital de elevação quase-global • Corresponde a um radar (SAR) a bordo do ônibus espacial Endeavour, que adquiriu dados sobre mais de 80% da superfície terrestre, nas bandas C e X e fazendo uso da técnica de interferometria.

15. A MISSÃO SRTM Esquema da aquisição de dados do SRTM – detalhe para o mastro que permitiu a interferometria na mesma órbita Fonte: http://erg.usgs.gov/isb/pubs/factsheets/fs07103.html

16. A MISSÃO SRTM http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/

17. A MISSÃO SRTM Imagem obtida a partir dos dados do SRTM, em destaque observa-se a chapada do Araripe, localizada no Estado do Ceará, Brasil Imagem obtida a partir dos dados do SRTM, em destaque observa-se a cratera de Colônia localizada em Parelheiros, município de São Paulo, Estado de São Paulo, Brasil.

18. Projeto “Brasil em Relevo” http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm

19. Projeto “Brasil em Relevo” - O principal objetivo desta pesquisa foi o de produzir e disponibilizar informações sobre o relevo do território nacional, a partir dos dados gerados pelo projeto SRTM (em inglês, Shuttle Radar TopographyMission). - A partir do processamento digital dessas imagens, a EMBRAPA-Monitoramento por Satélite recortou os mosaicos estaduais, compatibilizando-os também com os produtos LANDSAT da série Brasil visto do espaço.

20. Projeto “Brasil em Relevo” • A utilização do dados numéricos originais (Modelos Numéricos de Elevação) exige o emprego de softwares de geoprocessamento. • Formato: GEOTIFF (16 bits) Resolução espacial: 90 metrosUnidade de altitude: metros Sistema de Coordenadas Geográfica Datum: WGS-84

21. Projeto “Brasil em Relevo”

22. Análises Espaciais: MNT - Interpolação de levantamentostopográficos • Interferometria por radar • Pares Estereoscópicos

23. Pares estereoscópicos • Imagens obtidas a partir de aerolevantamentos • Imagens obtidas a partir do sensoriamento orbital (ASTER, SPOT, etc)

24. MDE: produtos de SR • Alternativa viável para suprir a ausência de informacões do terreno, bem como para a construcão e atualização da altimetria de documentos cartográficos • Modelos Digitais de Elevacao (MDE´s) gerados a partir de plataformas orbitais.

25. ASTER • Os MDE´sda plataforma EOS AM-1 Instrumento ASTER (Advanced Spacebone Thermal Emission and Reflection Radiometer) sao disponibilizados gratuitamente na internet, com recobrimento quase global • São denominadosASTER GDEM (Global Digital Elevation Model).

26. ASTER http://asterweb.jpl.nasa.gov/

27. ASTER • Os produtos ASTER GDEM sao um resultado de um consorcio entre a NASA e o Ministerio da Economia, Comercio e Industria do Japao (METI).em Earth Resources Data Analysis Center (ERSDAC) e o United StatesGeologicalSurvey (USGS) para construcao de um modelo digital de elevação global de livre acesso • A partirdo dia 29 de junho de 2009, modelos digitais de elevação, construídosa partir de pares estereoscópicosde imagensoriundas da plataforma EOS AM-1 com o instrumento ASTER, sensor VNIR (ABRAMS et al., 1999), foramdisponibilizados gratuitamente e sem restrições.

28. ASTER http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp

29. ASTER http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp

30. ASTER Exemplos de imagens ASTER sobre a Cidade de Bagé - RS - Brasil