Uma aplicação às Bacias Hidrográficas de Portugal Continental

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1 Uma aplicação às Bacias Hidrográficas de Portugal Continental Hidrografia, Sistema de Referência Indirecta, Geocodificação.

2 INTRODUÇÃO Um sistema de referência espacial ou de geo-referência permite relacionar dados com uma determinada posição à superfície da Terra. Os sistemas de geo-referência podem ser directos ou indirectos [ISO/DIS 19912:2001]. Um sistema de posicionamento directo é um método matemático de atribuição de coordenadas a uma determinada localização sobre a Terra. Existem muitos sistemas de posicionamento directo, mas todos eles podem ser descritos por parâmetros que tornam possível a transformação das coordenadas de um sistema para outro [ISO/DIS 19912:2001]. Um sistema de posicionamento indirecto, por identificadores geográficos, é um método de atribuição de um localização sobre a superfície da Terra com base num endereço ou identificador (geocódigo). Em geral, não é possível derivar coordenadas a partir de um sistema de posicionamento indirecto. Para transformar dados de um sistema de referência directo para um indirecto, é necessário dispor de uma descrição coordenada completa do sistema de posicionamento indirecto [ISO/DIS 19912:2001]. Sistemas de Posicionamento Indirecto A estrutura de um sistema de referência indirecta pode ser explicada através de um exemplo comum: a divisão administrativa de Portugal em distritos, concelhos e freguesias. No ano 2001, os 18 distritos do território continental português (Figura 1) dividem-se num total em 278 concelhos (Figura 2). Cada um destes concelhos se divide adicionalmente em freguesias, por exemplo, o concelho de Lisboa contem 53 freguesias (Figura 3). Um sistema de referência indirecta para a divisão administrativa deverá incluir estas 3 classes de localização: Distrito, Concelho e Freguesia. A classe Distrito possui 18 instâncias, que podem ser identificadas por um código de dois dígitos e às quais está associada uma dada geometria (ou seja, a representação espacial do distrito num determinado sistema de referência por coordenadas). Por exemplo: o distrito de Aveiro tem o código 01; o distrito de Viseu tem o código 18. A classe Concelho possui 278 instâncias, que podem ser identificadas por um código de quatro dígitos. Por exemplo, o concelho de Aveiro tem o código 0105; o concelho de Viseu tem o código Cada freguesia é identificada por um código com 6 dígitos: por exemplo, a freguesia de São João da Pedreira, em Lisboa, tem o código Existe uma relação hierárquica entre classes de localização: cada freguesia pertence a um e um só concelho; cada concelho pertence a um e um só distrito. Esta subdivisão do território constitui aquilo que se designa por uma tesselação irregular do espaço: tesselação porque qualquer ponto sobre o território nacional pertence forçosamente a uma dada instância, e irregular porque a forma e dimensão das instâncias não é idêntica [Reis, 1996]. Neste exemplo há que salientar os seguintes aspectos: o topónimo não é um identificador único: "Aveiro" pode referir-se a um distrito ou a um concelho; "Santo André" é o nome de uma freguesia do concelho de Setúbal, mas também de uma freguesia do concelho do Barreiro; como se terá observado o identificador geográfico, ou geocódigo, tem a forma genérica DDCCFF, ou seja, o primeiro e segundo dígito identificam o distrito, o terceiro e quatro dígitos identificam o concelho dentro de um dado distrito, o quinto e sexto código identificam a freguesia dentro de um dado concelho. Ou seja, o código é hierárquico e embebe a relação topológica existente entre os objectos geográficos no terreno. a geometria associada a cada instância pode ter um qualquer nível de detalhe, ou seja, podemos ter associada a cada freguesia uma representação "à escala 1:1000" e outra "à escala 1: ". Um dado atributo que seja referenciado utilizando os geocódigos DDCCFF poderá então ser visualizado sobre qualquer das representações. )LJXUD 'LYLVmR GH 3RUWXJDO HP )LJXUD 'LYLVmR GH 3RUWXJDO HP )LJXUD 'LYLVmR HP IUHJXHVLDV GLVWULWRV FRQFHOKRV GR FRQFHOKR GH /LVERD

3 Generalizando, num sistema de posicionamento indirecto é definida uma ou mais classes de localização, relacionadas entre si (Figura 4). Cada instância de uma classe de localização é caracterizada por um identificador ou geocódigo, e por uma geometria (tipicamente materializada por um polígono, linha ou ponto). Podem existir atributos adicionais com funções diversas. A relação entre instâncias de classes de localização pode ser implícita (por exemplo no caso de uma relação topológica determinável através de uma análise espacial do sistema de informação geográfica) ou estar armazenada explicitamente no geocódigo ou noutro atributo (por exemplo, o código DDCCFF de uma freguesia indica qual o concelho e qual o distrito em que esta está contida). Os sistemas representados ilustram ainda a distinção entre geocódigos "inteligentes" (Figura 5) e "não-inteligentes" (Figura 6). Um código "inteligente" cumpre outros fins para além da identificação unívoca de uma instância - é o caso do código DDCCFF das freguesias, que sintetiza a relação topológica com instâncias de classes de ordem superior. No limite, um código "não-inteligente" é simplesmente um identificador numérico sequencial único, como no exemplo hipotético de um código de troço de rua em que a relação com instâncias de ordem superior (rua) e inferior (número de polícia) tem que ser armazenada através de atributos adicionais. As vantagens de um código "inteligente" são obviamente proporcionais ao valor da informação embebida no código, e à facilidade com que a mesma pode ser extraída para realizar as análise necessárias. As desvantagens relacionam-se com a dificuldade e morosidade de codificação que pode resultar de critérios de classificação complexos e com a mutabilidade do código em função da aplicação dos critérios [F.G.D.C., 1997]. Esta questão voltará a ser discutida em maior detalhe.! " #! # %$ #! & '"' ( ) '' ) ") *+,- ( ) ''. /!0!1 2/ 3' : ; < = < >?979@'A+B98C@+B+A D = F+7'< B+@ G 8C@9H8 ; A <? I J K LCM NCO PCOCQSR TCU9V W T+P R L U X9JYOCZ X+J Q[U+\ ]J Z R OCZO9\R T9^ J Z R OCZ _Y` a!` bc'de f g%` h!` bi j k'i ` akl mn!fo` p!dq_ _ mmr rs _Y` bi j ` i d md h!!d r!j po 'b!` k touv wx yv!z { } ~C + ~ ' +ƒ ˆ 'Š 9 ŒC YŽ' 9Œ9 ݵ! õ š œ žÿ 'ŸŸž! š!ž!ÿ žÿ š!! Ùoœ ž žž µ Ÿ Ú Û Ü ž + C Cª9ª' «'ª ± +²³ Cª 9 ¹ ºC»C¼ ½ ¾ À Á9 Ã9ÄCÅ Æ ÇÈoÉCÊ ËoÌ9ÍÎ9Ï Ð Ñ Ò Ê Æ Ó+Ò Ñ Ò Ê Ï Ô+Õ+Ö9 Ë Ì+ÍÎ9Ï Ð Ñ Ò Ê Ø+Ò Ó+Ê Ï Ô+Õ+ÖC ÝYÞ!Û œ ž%š! ßžoà á Limitações dos Sistemas de Posicionamento Directo O exemplo seguinte ilustra as limitações decorrentes da utilização de um sistema de referência directo e demonstra que a utilização de coordenadas nem sempre é a forma mais versátil ou adequada de referenciar informação geográfica, sobretudo em situações em que existem relações topológicas intrínsecas que é necessário preservar, como no caso da rede hidrográfica. Considere-se um levantamento por GPS de dois pontos de amostragem da qualidade da água (Figura 7). São recolhidas as coordenadas M e P de cada ponto e um qualquer atributo. Pretende integrar-se esta informação com uma base de dados geográfica pré-existente num qualquer sistema de informação geográfica. O referido sistema de informação geográfica integra diversos temas. Na Figura 8 apresenta-se a hipsometria obtida a partir de um modelo digital de terreno (MDT) com resolução de 25m e a hidrografia gerada a partir daquele modelo. Admita-se que, sobre esta representação bastante detalhada, os pontos cujas coordenadas foram levantadas no terreno coincidam sobre as respectivas linhas de água, como ilustrado na Figura 9. Supondo que a análise da qualidade da água revela a existência de níveis anómalos de um poluente, o utilizador poderá utilizar o sistema para delinear a bacia drenante para cada ponto ou para identificar as linhas de água afectadas a jusante do ponto. Considere-se agora um representação menos detalhada da rede hidrográfica. A Figura 10 apresenta rede hidrográfica obtida a partir de um MDT com resolução de 250m. Como se observa, os pontos levantados (a vermelho na figura) já não estão situados sobre as linhas de água. Pode propor-se a utilização de um qualquer algoritmo que projecte os pontos sobre a linha de água mais próxima, de modo a permitir a realização das análises referidas. Contudo, esta opção pode originar os problemas que se ilustram pela Figura 11: a geração da bacia hidrográfica drenante para os pontos amarelos está errada. Uma solução topologicamente mais correcta envolveria o deslocamento dos pontos de amostragem para o ponto da linha de água principal correspondente às confluências com os afluentes que não estão representados com este nível de detalhe.

4 Uma alternativa mais eficaz envolve a utilização de um sistema de referência indirecta, em que são atribuídos códigos ou identificadores geográficos às diferentes bacias hidrográficas e linhas de água. Assim, a base de dados da rede hidrográfica e o respectivo sistema de posicionamento indirecto deverá permitir: armazenar informação sobre as características da própria entidade, como por exemplo, substracto de um curso de água entre os pontos L1 e L2 situados ao longo do rio; armazenar informação que possa ser indexada a uma localização sobre o curso de água, como por exemplo uma descarga directa num determinado ponto L sobre a linha de água. Note-se que a informação relativa aos pontos acima mencionados não está associada a coordenadas (por exemplo, M e P) mas sim a uma localização na rede hidrográfica (do mesmo modo que, para uma rede viária, se poderia referir um acidente ocorrido ao quilómetro 12 da auto-estrada A5). O exemplo anterior é elucidativo: para cada ponto é necessário identificar o elemento gráfico através de um código (auto-estrada "A5") e uma localização ao longo do elemento, através de uma métrica pré-definida ("quilómetro 12"). Esta métrica pode corresponder a uma grandeza física (ex.: comprimento) ou a uma localização relativa sobre um dado elemento (ex.: 50% corresponderá ao ponto médio do elemento). A utilização de uma métrica relativa apresenta vantagens caso se pretenda que o posicionamento seja menos influenciado pelo detalhe geométrico da representação das entidades, ou caso se utilizem várias representações com detalhe distinto. â+ã ä å æ ç è æ é ã å è ç ê è ë ìcí î ï ð ñ í òã!ó ð ô â+ã ä å å è å õ é ã å è ç ê ç õ ìcí î ï ð ñ í òã!ó ö ô

5 CLASSIFICAÇÃO DECIMAL DOS CURSOS DE ÁGUA A classificação decimal dos cursos de água existente para o território continental português [D.G.R.A.H., 1981], elaborada sobre uma representação à escala 1: , pretende "localizar, distinguir e avaliar a importância de cada curso de água", mediante um código numérico. A classificação decimal baseia-se na divisão do país em 7 regiões hidrográficas (Figura 12). No caso do Rio Douro (região 2) e do Rio Guadiana (região 4) a região hidrográfica corresponde à área da parte portuguesa da bacia hidrográfica daqueles rios que recebem respectivamente os códigos 201 e 401. Nos restantes casos, a região hidrográfica inclui várias bacias hidrográficas. O maior rio dentro de cada região hidrográfica recebe geralmente o código x01, em que x corresponde ao número da região hidrográfica (por exemplo, o rio Tejo tem o código 301), sendo os restantes numerados sequencialmente ao longo da costa. Este critério não é constante: por exemplo, na região 5, a numeração é sequencial em sentido dextrógiro ao longo da costa (de 501, Alamo; a 574, Barranquinho). Dentro de cada bacia hidrográfica, o critério de codificação baseiase na ordem de entrada dos afluentes no rio principal, utilizando números pares numa margem e números ímpares na outra (vide Figura 14). O código da classificação decimal cumpre 3 tipos de funções distintas, que impõem condicionantes à sua estrutura: Identificação: por forma a permitir uma identificação inequívoca do curso de água, o código deve ser único. Localização topológica: a posição relativa de cada afluente relativamente ao curso de água ao qual aflui é dada pela utilização de números pares aos que se desenvolvem á direita e de números impares aos que se desenvolvem à esquerda. Adicionalmente é possível reconstituir a cadeia de afluentes desde um dado curso de água até ao mar, ou seleccionar todos os cursos de água de uma dada bacia. Classificação: a estrutura hierárquica do código decimal permite avaliar a importância relativa de cada curso de água. Como é visível na Figura 13, a actual classificação decimal foi produzida manualmente sobre uma representação cartográfica muito simplificada da rede hidrográfica. A cartografia à escala 1: omite na totalidade a rede hidrográfica em território espanhol 1 e apresenta um detalhe gráfico bastante menor que as séries topográficas nacionais de igual escala. 1 Refira-se que existe uma classificação decimal espanhola não compatível com a portuguesa, uma vez que, embora utilize a mesma lógica de codificação, inicia a numeração a montante e não a jusante dos cursos de água. A classificação espanhola omite igualmente a rede hidrográfica situada em território português.

6 Em consequência das características acima referidas, a classificação decimal apresenta inconvenientes que tornam desaconselhável a sua utilização, designadamente a sua dependência total da escala ou detalhe da representação da rede hidrográfica utilizada para criar a classificação. Por exemplo, a aplicação de um sistema de classificação decimal à informação hidrográfica representável à escala 1: gera códigos totalmente distintos dos existentes actualmente, uma vez que está presente um número muito superior de linhas de água. Por outro lado, qualquer alteração da representação cartográfica provoca alterações que se reflectem nos códigos de todas as linhas situadas a montante - o que não é irrelevante se considerarmos que a maior parte das zonas urbanas, mais dinâmicas, se situa junto ao litoral e que a forma de restituição da informação privilegia o levantamento das estruturas visíveis na fotografia aérea em detrimento de levantamento de campo (designadamente de obras de arte). A mutabilidade da classificação decimal com a escala deve-se ao facto de depender de um critério cartográfico (representação das linhas de água) para além de um critério físico (ponto de confluência do afluente na linha de água principal). Poderia, em princípio, seleccionar-se uma representação cartográfica "padrão" para a produção de uma versão actualizada da classificação decimal: por exemplo, a cartografia da série M888 do IGeoE à escala 1: Consta-se, contudo, que a densidade da rede hidrográfica representada nesta série é variável consoante a data de produção da carta, ou seja, está dependente do critério subjectivo do operador de fotogrametria que realizou a restituição das linhas de água. Uma questão final diz respeito à estrutura do próprio código da classificação decimal: a utilização simultânea de dígitos numéricos e de separadores não numéricos (espaços) entre os níveis hierárquicos do código dificulta a realização de pesquisas (embora esta questão não seja insuperável, mas meramente inconveniente). Em termos de posicionamento indirecto, a classificação decimal permite (recorrendo exclusivamente ao geocódigo): identificar todos os troços pertencentes a um determinado rio; identificar todos os troços pertencentes a uma determinada bacia; localizar um ponto L sobre um determinado rio, desde que seja usada uma métrica ao longo do mesmo; localizar um segmento entre os pontos L1 e L2 de um determinado rio; determinar o percurso de uma gota de água a jusante de um determinado rio. Contudo, e sem recurso a operações de análise espacial, o geocódigo da classificação decimal não permite: determinar os troços a montante e a jusante de um determinado ponto; determinar a posição relativa de rios da mesma ordem dentro duma bacia, sempre que um apresente um código ímpar e outro um código par; identificar univocamente um troço pertencente a um rio; fazer corresponder a cada troço a respectiva bacia de drenagem; integrar ou posicionar informação relativa ao território espanhol. REQUISITOS PARA O NOVO SISTEMA DE POSICIONAMENTO INDIRECTO O desenvolvimento do novo sistema de geocodificação da rede hidrográfica partiu da avaliação das limitações da classificação decimal existente. Pretende-se, assim, um sistema em que: os critérios de codificação sejam definidos de forma clara e inequívoca, tanto para bacias hidrográficas costeiras, como para subbacias dentro das bacias hidrográficas principais; os processos de codificação sejam automatizáveis e requeiram um mínimo de intervenção humana e de decisão casuística; os critérios e processos de codificação se baseiem em características topográficas e fisiográficas determinadas sobre modelos digitais do terreno e não em representações cartográficas da rede hidrográfica a uma dada escala. No que respeita ao domínio de validade do sistema, designadamente à sua extensão espacial e resolução espacial, pretende-se que: o sistema seja aplicável à totalidade das bacias hidrográficas, incluindo a área situada em território espanhol; o sistema seja resiliente a alterações da resolução espacial dos modelos, por exemplo, os códigos determinados sobre um MDT com resolução espacial de 1000m deverão ser compatíveis com os códigos gerados sobre um MDT com resolução de 250m, 25m, ou inferior, quando disponível; a correcção de eventuais erros de codificação devidos a problemas na informação geográfica de base (por exemplo, o MDT) deverá ter um impacto limitado ou nulo sobre os geocódigos das restantes bacias.

7 Em termos funcionais, o modelo de dados adoptado para a informação hidrográfica deverá, tanto quanto possível, suportar diversos tipos de utilizações no âmbito dum sistema de informação geográfica institucional [NÉRY & FERNANDES, 1998]: enquanto informação de contexto e enquadramento, é desejável a existência de representações da rede hidrográfica e/ou das bacias hidrográficas com níveis sucessivos de detalhe compatíveis com diversas escalas de representação cartográfica, bem como o suporte de operações de selecção de subconjuntos relevantes da informação; enquanto informação estruturante, deverá ser garantida a coerência espacial entre rede hidrográfica e bacias hidrográficas, para um determinado nível de detalhe geométrico, bem como a capacidade de indexação de informação alfanumérica (este último aspecto será detalhado adiante); enquanto informação de suporte de modelo, considera-se necessário que a informação hidrográfica seja coerente com a utilizada em modelos hidrológicos distribuídos que recorrem a informação derivada de MDT matriciais (declives, direcções de escoamento, etc.) e que possibilite a exportação da estrutura de grafo da rede hidrográfica para modelos externos ao próprio sistema de informação geográfica ou a determinação de parâmetros fisiográficos relativos às bacias hidrográficas e troços de linha de água. SISTEMA DE GEOCODIFICAÇÃO DA REDE HIDROGRÁFICA Descrição genérica 2 Considere-se um observador situado na foz de um rio. À medida que progride para montante, ao longo do curso de água encontrará uma primeira confluência entre linhas de água. Neste ponto é necessário distinguir entre o curso de água principal e o afluente. O critério para realizar esta distinção é o da maior área drenada: o rio principal drenará uma área maior que o afluente. Por vezes este critério poderá ser inconsistente com a toponímia popular ou com as representações cartográficas tradicionais: não obstante, o critério da maior área drenada é sempre utilizado. A área drenada por um afluente constitui uma bacia hidrográfica. Continuando a percorrer o curso do rio principal em direcção a montante, o observador encontrará uma segunda confluência. Novamente, é utilizado o critério da maior área drenada para distinguir entre o rio principal e o afluente. A área drenada pelo rio principal entre duas confluências constitui uma bacia intermédia. A subdivisão da área drenada pelo rio principal, para se realizar a atribuição de geocódigos às respectivas bacias e bacias intermédias, requer a identificação dos quatro maiores afluentes do rio principal (Figura 15). Às bacias hidrográficas destes quatro maiores afluentes é atribuído o dígito 2, 4, 6 e 8, por ordem de confluência com o rio principal, de jusante para montante. Ou seja, dos quatro maiores afluentes, aquele cuja confluência esteja mais perto da foz do rio principal recebe o dígito 2, o seguinte o dígito 4, etc. (Figura 16). Em seguida, as bacias intermédias recebem os dígitos 1, 3, 5, 7 e 9, de jusante para montante. A bacia intermédia 1 consiste na área drenada pelo rio principal entre a foz e a confluência com o afluente 2. A bacia intermédia 3 consiste na área drenada pelo rio principal entre a confluência com o afluente 2 e a confluência com o afluente 4. A bacia intermédia 5 situa-se entre a bacia 4 e a bacia 6; e assim sucessivamente. A bacia intermédia 9 corresponde à área de cabeceira do rio principal, a montante do afluente 8 e, por definição, terá sempre uma área superior à deste afluente (Figura 17). O primeiro ciclo de geocodificação de uma bacia hidrográfica consiste assim na sua divisão em nove partes (quatro bacias 2 Este ponto baseia-se extensivamente na tradução dos exemplos apresentados por Verdin [1997], adaptados quando necessário ao caso português. No que respeita à implementação dos processos de tratamento do modelo digital de terreno e rede hidrográfica, bem como à geração de geocódigos, o procedimento seguido difere do descrito por Verdin [1997] tendo sido desenvolvido expressamente para este projecto.

8 e cinco bacias intermédias) que recebem os dígitos de 1 a 9. Cada uma destas nove partes é subsequentemente dividida de novo, utilizando exactamente o mesmo método. Por exemplo, no afluente 6 serão identificados os sub-afluentes 62, 64, 66, 68 e as bacias intermédias 61, 63, 65, 67 e 69. No caso de uma bacia intermédia, o procedimento é idêntico. Por exemplo, a bacia intermédia 3 identificam-se os quatro maiores afluentes 32, 34, 36 e 38 e as sub-bacias intermédias 31, 33, 35, 37 e 39. O processo de geocodificação é aplicado recursivamente: em cada ciclo é utilizado um dígito adicional, de 1 a 9. A codificação termina no momento em que, para uma dada bacia, já não é possível encontrar os quatro afluentes principais. Esta situação é determinada pela densidade da rede hidrográfica e/ou pela resolução do modelo digital de terreno utilizado para a obter. No sistema original, tal como descrito por Verdin [1997], o dígito 0 (zero) é reservado para a codificação de bacias endorreicas. Na presente implementação, os modelos digitais de terreno foram processados por forma a realizar a colmatação das bacias endorreicas existentes, anexando-as à bacia vizinha para a qual se processa o escoamento nestas condições. O dígito 0 (zero) é assim utilizado com um significado distinto: como dígito terminador de cada código, identificando o nível para além do qual não é possível prosseguir a geocodificação com base num determinado modelo digital de terreno e respectiva rede hidrográfica. Determinação dos Códigos Iniciais das Bacias Hidrográficas O ponto anterior descreve a aplicação do sistema de geocódigos no interior de uma dada bacia hidrográfica de um rio principal (por exemplo, bacia do rio Minho ou do rio Tejo). Há contudo que distinguir entre si as bacias principais cuja foz se situe no território continental português, através da atribuição de um geocódigo inicial. O procedimento adoptado foi o seguinte: identificaram-se as quatro principais bacias utilizando como critério a maior área de drenagem (incluindo a parte da bacia situada em território espanhol). A estas quatro bacias foram atribuídos os códigos iniciais 2, 4, 6 e 8 de acordo com a localização da respectiva foz no litoral percorrido em sentido levógiro (da foz do Minho para a foz do Guadiana). Desta forma ao rio Minho corresponde o código inicial 2; ao rio Douro, o código inicial 4; ao Tejo, o código 6; e ao Guadiana, o código 8 (vide Figura 18). Este dígito inicial precede todos os códigos de uma dada bacia: por exemplo, os quatro maiores afluentes do rio Tejo terão os códigos 62, 64, 66 e 68. Ao conjunto das bacias costeiras situadas entre a foz do Minho (2) e a foz do Douro (4) foi atribuído o código 3; ao conjunto das bacias costeiras situadas entre a foz do Douro (4) e a foz do Tejo (6) foi atribuído o código 5; ao conjunto das bacias costeiras entre a foz do Tejo (6) e a foz do Guadiana (8) foi atribuído o código 7 (vide Figura 18).

9 Considere-se agora o conjunto de bacias costeiras com o código inicial 3, que está situado entre o foz do Rio Minho e a foz do Rio Douro (vide Figura 19). Novamente, são identificadas as quatro maiores bacias, às quais corresponderão os seguintes códigos: 32 (Rio Lima), 34 (Rio Neiva), 36 (Rio Cávado) e 38 (Rio Ave). Desta partição resultam cinco conjuntos de bacias intermédias: com o código 31, situado a Norte da foz do Rio Lima (32); com o código 33, situado entre a foz do Lima (32) e a foz do Neiva (34); com o código 35, situado entre a foz do Neiva (34) e a foz do Cávado (36); com o código 37, situado entre a foz do Cávado (36) e a foz do Ave (38); e, por fim, com o código 39, situado entre a foz do Ave (38) e o rio Douro (4). Tal como no processo descrito para a rede hidrográfica das bacias principais, também o processo de codificação das bacias costeiras prossegue de forma recursiva, terminando no momento em que num dado conjunto já não seja possível identificar as quatro bacias principais. Deve contudo referir-se que, pelas próprias características do modelo digital de terreno e dos processos utilizados para a geração da rede hidrográfica e das bacias hidrográficas, a fiabilidade dos códigos de bacias costeiras com dimensão próxima dos limites de resolução do modelo é extremamente baixa. Numa situação extrema, a uma única célula no limite do modelo digital de terreno poderia corresponder uma bacia hidrográfica independente, que não teria significado físico. Aplicação do Sistema de Geocódigos à Bacia do Rio Douro A sequência de figuras que em seguida se apresenta visa ilustrar o processo de geocodificação tal como foi aplicado à bacia hidrográfica do Rio Douro. Descreve-se sucintamente a informação de base utilizada. Os códigos das principais bacias hidrográficas foram obtidos com base em informação derivada de um modelo digital de terreno com resolução espacial de 1000m, produzido a partir de informação disponibilizada pelo USGS Eros Data Center (GTOPO30). O modelo foi corrigido nas zonas estuarinas com base em informação topográfica à escala 1: da série M586 produzida pelo IGeoE O nível de detalhe do MDT permite identificar as bacias dos quatro maiores afluentes do Douro, situadas em território espanhol. O território português abrange duas bacias intermédias, às quais são atribuídos os códigos 41 e 43. A codificação destas bacias foi realizada utilizado um MDT com resolução de 100m obtido a partir de informação topográfica à escala 1: da série M586 produzida pelo IGeoE (Figura 20). A Figura 21 apresenta a subdivisão da bacia 41 na qual se situam os 4 grandes afluentes do Rio Douro no território português: Rio Tâmega (412); Rio Tua (414); Rio Sabor (416) e Rio Àgueda (418). As sub-bacias visíveis na imagem resultam do processamento de um MDT com resolução de 100m: não seria possível obtê-las com base no MDT co resolução 1000m. A Figura 22 apresenta a subdivisão da bacia do Rio Tâmega (412) obtida sobre informação derivada de um MDT com resolução de 25m e informação hidrográfica proveniente da série M888 do IGeoE, à escala É visível a rede hidrográfica simbolizada de acordo com a hierarquia dos afluentes. A Figura 23 apresenta uma ampliação da zona assinalada na Figura 22, correspondente à ribeira do Peio (4124). Note-se o detalhe obtido na representação das bacias hidrográficas e respectiva rede hidrográfica. Nesta zona em particular, a geocodificação pode prosseguir até ao nível V, ou seja, um código com 5 dígitos. O ciclo seguinte de codificação (com 6 dígitos) é incompleto em algumas bacias, nas quais não é possível identificar 4 afluentes (representadas a cinzento na Figura 24). Nestas bacias, caso necessário, a codificação poderia prosseguir usando informação topográfica com maior detalhe. O extracto da cartografia da actual classificação decimal, apresentado na Figura 25, permite comparar o nível de detalhe com o obtido na presente classificação, bem como a economia de dígitos resultante do esquema de codificação. Na classificação decimal, a Ribeira do Peio apresenta o código , enquanto actual geocódigo é o 4124.

10 CONCLUSÕES Feita a apresentação do sistema desenvolvido, termina-se alertando para algumas das limitações decorrentes dos meios então disponíveis para a sua execução (limitados sobretudo em termos de tempo e informação disponível) e que poderão ser superadas em futuras revisões. A correcta compatibilização entre os diferentes modelos digitais de terreno envolveria a disponibilidade de informação para a parte espanhola, para além da proveniente do GTOPO30: a inexistência de tal informação gera artefacto na modelação do escoamento superficial e padrões de drenagem incorrectos para afluentes da margem espanhola dos rios internacionais, o que condiciona a exactidão da geocodificação obtida. A utilização de modelos digitais de terreno com resolução de 25m pré-seccionados pelas áreas dos diferentes Planos de Bacia Hidrográfica, gerou inconsistências ao nível das fronteiras, que poderiam ser corrigidas pela utilização de um modelo único, preferencialmente o gerado pela própria instituição produtora da informação topográfica e hidrografica de base. De igual forma, o pré-processamento da informação hidrográfica - de modo a assegurar a conectividade entre linhas de água e a corrigir o modelo do escoamento superficial, permitindo a geração das linhas médias de escoamento em zonas com planos de água, poderia melhorado pela utilização de informação hidrográfica já corrigida topologicamente, tal como actualmente é produzida, evitando assim alguns erros de geocodificação produzidos pela existência de pontos de contacto entre linhas de água de diferentes bacias que não são detectáveis pelos processos de validação automáticos utilizados. Por fim, há que referir que a simplificação introduzida pela anulação das bacias endorreicas constitui a limitação mais flagrante do sistema produzido, devendo este aspecto ser ponderado em futuras revisões, a par do tratamento de rios com diversos "canais" (e.g. Mondego) e da definição de critérios não casuísticos para a definição da "foz" em zonas de estuário ou "rias" (e.g. Aveiro, Ria Formosa). CRÉDITOS O presente trabalho foi desenvolvidos para o Instituto da Água no âmbito dos trabalhos do Plano Nacional da Água. O processamento da informação foi realizado pela equipa do ICIST constituída por Ana Raposo, Joana Berrones, Mauro Teixeira e Pedro Trocado.

11 REFERÊNCIAS D. G. R. A. H. (1981) Índice Hidrográfico e Classificação Decimal dos Cursos de Água de Portugal. Direcção-Geral dos Recursos e Aproveitamentos Hidraúlicos. Lisboa. 588pp. E. P. A. (1994) The U. S. EPA Reach File Version 3.0 Alpha Release (RF3-Alpha) Technical Reference. United States Environmental Protection Agency. 1 st Edition December pp. F.G.D.C. (1997) Federal Geographic Data Committee Data Content Standard for Location and Identification of Facilities. Working Draft 2.0. November pp. FLAVIN, R.W.; ANDREWS, A.J. ; KRONVANG, B.; MÜLLER-WOHLFEIL, D.; DEMUTH, S. and BIRKENMAYER, A. (1998) - ERICA - European Rivers and Catchments. A report to the European Environment Agency on the compilation of a 1:1M Catchment Geographic digital database (ERICA-1M) and two 1:250K pilot studies. The CEH Institute of Hydrology, UK; The National Environmental Research Institute, Denmark; The Albert- Ludwigs University Freiburg, Germany. 103pp HELLWEGER, F. & MAIDMENT, D. R. (1997) - AGREE - DEM Surface Reconditioning System. in Maidment, D. R. (1997) (ed.) - GIS Hydro 97. Integration of GIS and Hydrologic modelling. Center for Research in Water Resources, The University of Texas at Austin. Engineering Computer Graphics Laboratory, Brigham Young University. Environmental Systems Research Institute. HENRIQUES, R. G. (1996) Os Sistemas de Informação Geográfica e a Modelação Hidrológica no Domínio das Águas Superficiais. Teses e Programas de Investigação LNEC.Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Lisboa. XII + 119pp. MAIDMENT, D. R. (1997) - Delineation of Watersheds and Streams. CE 397 GIS in Water Resources. In MAIDMENT, D. R. (1997) (ed.) - GIS Hydro 97. Integration of GIS and Hydrologic modelling. Center for Research in Water Resources, The University of Texas at Austin. Engineering Computer Graphics Laboratory, Brigham Young University. Environmental Systems Research Institute. NÉRY, F. G. & FERNANDES, S. (1998) - Bases Cartográficas de Apoio à Execução dos Planos de Bacia Hidrográfica: Geocodificação da Rede Hidrográfica à Escala 1:25000 para o Território Continental Português. Actas do 4º Congresso da Água. Associação Portuguesa dos Recursos Hídricos. FIL, Lisboa. OLIVERA, F. (1996) - Spatial Hydrology of the Urubamba River System in Peru Using Geographic Information Systems (GIS). in Maidment, D. R. (1997) (ed.) - GIS Hydro 97. Integration of GIS and Hydrologic modelling. Center for Research in Water Resources, The University of Texas at Austin. Engineering Computer Graphics Laboratory, Brigham Young University. Environmental Systems Research Institute. OLIVERA, F. (1997) Inland Catchments. in Maidment, D. R. (1997) (ed.) - GIS Hydro 97. Integration of GIS and Hydrologic modelling. Center for Research in Water Resources, The University of Texas at Austin. Engineering Computer Graphics Laboratory, Brigham Young University. Environmental Systems Research Institute. REIS, R. M. P. (1996) A construção de Bases de Dados de Entidades Lineares para Suporte a Operações de Análise Espacial em Sistemas de Informação Geográfica. Centro Nacional de Informação Geográfica. Lisboa. 175pp. VERDIN, K. L. (1997) A System for Topologically Coding Global Drainage Basins and Stream Networks. Earth Resources Observation Systems (EROS) Data Center. U.S. Geological Survey. 5pp. REFERÊNCIAS LEGAIS E NORMATIVAS ISO/DIS 19912: Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October Establishing a framework for Community action infield of water policy. Official Journal of the European Communities. L 327,

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