MODELAGEM ESPACIAL AUTOMATIZADA ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO: O ESTUDO DE CASO DA BACIA DO RIO CUIÁ

Documentos relacionados
Palavras chave: produção de sedimentos, modelagem, bacia experimental.

TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO E SENSORIAMENTO REMOTO NA MODELAGEM DOS PROCESSOS DE VAZÃO E DE EROSÃO NA BACIA DO RIO GUARAÍRA

Samuel Beskow Professor, CDTec/Engenharia Hídrica-UFPel

PROGRAMA ANALÍTICO E EMENTA DE DISCIPLINA DA PÓS GRADUAÇÃO

SIMULAÇÃO DE PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS COM A UTILIZAÇÃO O MODELO SWAT NA BACIA DO RIO DAS PEDRAS (GUARAPUAVA-PR)

Ottobacias 2012_v.1.1. Programa para delimitação e subdivisão de bacias hidrográficas segundo o método de Otto Pfafsteter MANUAL DO USUÁRIO

MODELO DIGITAL DE TERRENO I

Delimitação de bacias via SRTM. Enner Alcântara Departamento de Cartografia Universidade Estadual Paulista Presidente Prudente

MNT: MODELAGEM NUMÉRICA DE TERRENOS

Anais III Simpósio Regional de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto Aracaju/SE, 25 a 27 de outubro de 2006

DADOS EM GEOPROCESSAMENTO

Discretização espacial de bacias hidrográficas

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SENSORIAMENTO REMOTO DIVISÃO DE PROCESSAMENTO DE IMAGENS

Banco de Dados Geográficos

VARIABILIDADE ESPAÇO TEMPORAL DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO SUBMÉDIO RIO SÃO FRANCISCO

MODELAGEM DE ÁREAS SUSCETÍVEIS À INUNDAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CUBATÃO SUL

Utilização de Sistemas de Informações Geográficas na delimitação de bacias hidrográficas

ModeloDigital de Superfície-MDS

Estimativa de escoamento superficial na bacia do rio Sapucaí por meio de modelagem hidrológica dinâmica

GEOPROCESSAMENTO. MNT - Modelo Numérico de Terreno. Prof. Luiz Rotta

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SENSORIAMENTO REMOTO. SER-300 Introdução ao Geoprocessamento. Relatório do Laboratório 3 ANA CAROLINA MOREIRA PESSÔA

SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Aula 2. SIG- Eng. Cartográfica Prof. Luciene Delazari

EXTRAÇÃO DE REDES DE DRENAGEM A PARTIR DE MODELOS DIGITAIS DE TERRENO

MÉTODO DE DELIMITAÇÃO DE BACIAS DE DRENAGEM GLACIAL NA ILHA RENAUD ANTÁRTICA

Modelos Numéricos de Terreno. Disciplina: Geoprocessamento Profª. Agnes Silva de Araujo

Mapas e suas representações computacionais

Análise automatizada de inundações urbanas simuladas por modelagem bidimensional

DADOS EM GEOPROCESSAMENTO

ELABORAÇÃO DE MODELOS NUMÉRICOS DO TERRENO NO SPRING REPRESENTANDO O RELEVO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ARATÚ

Laboratório 01. Modelagem da Base de Dados: Base de Dados Georeferenciados para Estudos Urbanos no Plano Piloto de Brasília

Modelos de Qualidade da Água (Introdução) Princípios da Modelagem e Controle da Qualidade da Água Superficial Regina Kishi, 9/18/2015, Página 1

Modelagem hidrológica da bacia hidrográfica do Rio Macaé utilizando o MOHID Land

MODELAGEM E CRIAÇÃO DE BANCOS DE DADOS

Disciplina Geoprocessamento Aplicadoao Planejamento

ESTUDO DA DISPONIBILIDADE HÍDRICA NA BACIA DO RIO PARACATU COM O SOFTWARE SIAPHI 1.0

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE. Antenor de Oliveira Aguiar Netto. Março 2011

SIG PARA GESTÃO AMBIENTAL DO ESTADO DE ALAGOAS: O CASO DE SANTANA DO IPANEMA

Andrea Sousa Fontes, Maria Quitéria Castro de Oliveira, Yvonilde Dantas Pinto Medeiros

Uso dos Sistemas de Informações Geográficas na Determinação das Características Físicas de uma Bacia Hidrográfica

Territorial planning in River Uberaba s Watershed, MG, Brazil

orografia, topografia e erosão

Sensoriamento Remoto Engenharia Ambiental Prática #1

PHA Hidrologia Ambiental. Bacias Hidrográficas

Bacias Hidrográficas. Universidade de São Paulo PHA3307 Hidrologia Aplicada. Escola Politécnica. Aula 3

SER-330: INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO

Uso do MDT e Bacias de contribuição (Watershed) na seleção de pontos para o monitoramento da contaminação agrícola

CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO AÇUDE CATOLÉ

MAPA DIGITAL DE PRESSÕES ESTÁTICAS NO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO

Tutorial QGIS Modelagem Numérica de Terreno

Uma Ferramenta Computacional para Delimitação Automática de Áreas de Preservação Permanente em Topos de Morros

Análise morfométrica da bacia hidrográfica do Rio Batatal em Eldorado/SP com gvsig+sextante Foz de Iguaçu,12 a 14 de outubro de 2011

SER Introdução ao Geoprocessamento. Relatório sobre o Laboratório 3

Modelagem Numérica de Terreno: Teoria & Prática

GEOPROCESSAMENTO PARA DETERMINAÇÃO DAS CLASSES DE DECLIVE DO MUNICÍPIO DE NAVIRAÍ-MS

Laboratório 3. Disciplina. Introdução ao Geoprocessamento SER 300. Prof. Dr. Antonio Miguel Vieira Monteiro

Sensoriamento remoto e SIG aplicados ao Novo Código Florestal 1/61. Exercício 2 Mapeamento de APP de topo de morro. Metodologia:

LABORATÓRIO 1 MODELAGEM DA BASE DE DADOS

Sessão: Introdução aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Aplicação / exercício

Laboratório 3 Modelagem Numérica de Terreno

SILVA, Roberto Valmir da Bolsista CNPq Doutorando em Engenharia Ambiental pela UFSC

Análise do Escoamento e da Erosão do Solo Simulados com o Modelo KINEROS2 ao Longo da Bacia do Rio Japaratuba- Mirim - Sergipe

VALIDAÇÃO DA PREVISÃO DE PRECIPITAÇÃO GERADA PELO MODELO ATMOSFÉRICO WRF PARA A BACIA DE UNIÃO DA VITÓRIA UTILIZANDO O MODELO HIDROLÓGICO TOPMODEL

Análise hidrológica e delimitação automática de Bacias Hidrográficas no município de Jaú - SP. Vanessa Durante Polonio 1

CARACTERIZAÇÃO FISIOGRÁFICA DA BACIA HIDROGRÁFICA EXPERIMENTAL DO CÓRREGO FUNDO

GEOVISUALIZAÇÃO DE SUBPROJETOS DO INNOVATE NO ENTORNO DO RESERVATÓRIO DE ITAPARICA

Alguns Clientes Agroindustrial Santa Juliana

EIXO TEMÁTICO: TÉCNICA E MÉTODOS DE CARTOGRAFIA, GEOPROCESSAMENTO E SENSORIAMENTO REMOTO, APLICADAS AO PLANEJAMENTO E GESTÃO AMBIENTAIS

PROJETO DE INTERFACES PARA ÁLGEBRA DE MAPAS EM GEOPROCESSAMENTO NO AMBIENTE SPRING

MODELO TRIDIMENSIONAL INTERATIVO DO CAMPUS CENTRO POLITÉCNICO DA UFPR EM VRML

USO DE GEOTECNOLOGIAS PARA ANALISE GEOMORFOLÓGICA USANDO O USO E COBERTURA DE TERRA NO MUNICÍPIO DE NITERÓI-RJ.

Geração de mapas de altitude por sensoriamento remoto. Imagens do Óptico Imagens InSAR

PMI 3331 GEOMÁTICA APLICADA À ENGENHARIA DE PETRÓLEO

Modelagem Numérica do Terreno. Prof. Maria Isabel C. de Freitas Adaptado de INPE - DPI

Figura 16 - Esquema geral da metodologia empregada na avaliação de recarga e sustentabilidade da micro-bacia de Barro Branco.

DELIMITAÇÃO DOS PERÍMETROS DE INUNDAÇÃO NA BACIA DO RIO LEÇA, MATOSINHOS INFLUÊNCIA DO MODELO DIGITAL DE TERRENO NA MODELAÇÃO HIDRÁULICA

COMPARISON OF FOUR METHODS TO DELINEATE A 1-KM 2 CATCHMENT: GRASS AND SPATIAL ANALYST, ARCSWAT AND HEC- GEOHMS ARCGIS EXTENSIONS

Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE

Bruna Daniela de Araujo Taveira 1 * & Irani dos Santos 2

IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS SUSCEPTÍVEIS A EVENTOS DE ALAGAMENTO NO MUNICÍPIO DE NITERÓI RJ

Geoprocessamento na Agricultura de Precisão

Anais 5º Simpósio de Gestão Ambiental e Biodiversidade (21 a 23 de junho 2016) Sessão Técnica: GEOPROCESSAMENTO

9º SINAGEO - Simpósio Nacional de Geomorfologia 21 à 24 de Outubro de 2012 RIO DE JANEIRO / RJ

UMA ABORDAGEM PRELIMINAR PARA INTEGRAÇÃO DE SIG E MODELOS HIDROLÓGICOS COMO SUPORTE AO GERENCIAMENTO INTEGRADO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS.

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SENSORIAMENTO REMOTO. SER-300 Introdução ao Geoprocessamento. Relatório do Laboratório 1 ANA CAROLINA MOREIRA PESSÔA

ATLAS HIDROLÓGICO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRANDE HYDROLOGICAL ATLAS OF THE RIO GRANDE HYDROGRAPHIC BASIN

Uso do geoprocessamento no cálculo do tempo de concentração da água da chuva em ambientes urbanos

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA (II)

Bacia Hidrográfica divisores de água rede de drenagem seção de controle.

COMPARAÇÃO ENTRE MODELOS DIGITAIS DE TERRENO GERADOS PARA ESTUDOS HIDROLÓGICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIACHO JATOBÁ, PESQUEIRA, PERNAMBUCO

SER-300 INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO: MODELAGEM E CRIAÇÃO DA BASE DE DADOS

ANÁLISE MORFOMÉTRICA DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ESPINHARAS-PB

Relatório do Laboratório 3

EngEnhArIA CaRToGRáFiCa Cartografia I 2º ano. Introdução aos Sistemas de Informações Geográficas - Parte I

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA SIG FORMATOS DE REPRESENTAÇÃO DE DADOS FORMATO VETORIAL

ANÁLISE ALTIMÉTRICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DE CAMARATUBA-PB

Desenvolvimento de um banco de dados geográfico para a estimativa do potencial de retenção em áreas de drenagem

COMPARAÇÃO DE MODELOS DIGITAIS DE ELEVAÇÃO PARA A ILHA DE SÃO SEBASTIÃO - SP Nº 11503

Allan Tavares Carvalho 1. Palavras-chave: Gestão de recursos hídricos subterrâneos; Análise Multicritério; Processo Analítico Hierárquico (PAH).

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS Disciplina: Sistemas de Informações Geográficas

GEOPROCESSAMENTO. Bases conceituais e teóricas. Prof. Luiz Henrique S. Rotta

Transcrição:

MODELAGEM ESPACIAL AUTOMATIZADA ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO: O ESTUDO DE CASO DA BACIA DO RIO CUIÁ SILVA, L. P. e 1 ; SILVA, R. M. da 2 ; SANTOS, C. A. G. 3 RESUMO: O objetivo do presente trabalho é realizar a aplicação de uma metodologia voltada para a modelagem espacial automatizada de bacias hidrográficas. O artigo consiste no uso de técnicas de geoprocessamento e no acoplamento de uma interface computacional, conhecida como AGWA (Automated Geospatial Watershed Assessment), em um SIG (Sistema de Informações Geográficas). O AGWA é uma ferramenta que facilita a discretização, a parametrização e a calibração de modelos hidrológicos acoplado a um SIG. O AGWA subdivide a bacia em elementos planos e canais e calcula a vazão e a produção de sedimentos para cada elemento discretizado. O AGWA também permite a visualização e a comparação dos resultados dos modelos em mapas temáticos, permitindo a análise hidrológica dos impactos associados com a mudança no uso do solo. PALAVRAS-CHAVE: modelagem, geoprocessamento, AGWA. AUTOMATED SPATIAL MODELING USING GEOPRCESSING TECHNICS: study of case Cuiá river basin ABSTRACT: The objective of the present paper is to accomplish the application of a methodology for the automated spatial modeling in watersheds. The paper consists in use of geoprocessing techniques and in the coupling of a computational interface, named Automated Geospatial Watershed Assessment (AGWA), in a Geographical Information System (GIS). AGWA tool facilitates the basin discretization, parameterization and the model calibration coupled to a GIS. AGWA subdivide the basin in plane and channel elements and computes the runoff and the sediment yield for each model element. AGWA also enables the spatial visualization and the comparison of the model results in thematic maps, which allows the hydrologic assessment of the impacts associated to the soil use changes. KEYWORDS: modeling, geoprocessing, AGWA. INTRODUÇÃO: Nas últimas décadas, o interesse por estudos de impactos ambientais causados pelas atividades humanas tem levado um considerável número de pesquisadores a estudar novas ferramentas que buscam simular as transformações ocorridas através das mudanças no uso do solo. Com esse objetivo, nos últimos anos, inúmeros avanços significativos nas linguagens computacionais têm 1 Graduando em Geoprocessamento CEFET-PB, Mestrando PPGEU/ UFPB e Bolsista CT-Hidro/CNPq, 58015460 - leojampa@ig.com.br 2 Professor da UFPB, CCEN, DGEOC e Bolsista DTI do MCT/CT-Hidro/CNPq. 3 Professor Dr. da UFPB/CT/DEC, Campus I - João Pessoa-PB,.

conduzido ao acoplamento entre o SIG e vários modelos hidrológicos que utilizam técnicas de geoprocessamento para a representação física da bacia em elementos como células ou planos canais e irregulares. Dentre os vários modelos hidrológicos que possuem integração com o SIG existentes atualmente, destacam-se o HEC-GeoHMS (USACE, 2003), o AGNPS (BINGNER e THEURER (2001), o BASINS (LAHLOU et al., 1998), e o Kineros2 (WOOLHISER et al., 1990).Para tanto, diversas técnicas de geoprocessamento vêm sendo desenvolvidas em diversas partes do planeta. O presente trabalho mostra uma metodologia para a modelagem espacial automatizada de bacias hidrográficas usando técnicas de geoprocessamento. O artigo consiste no acoplamento de uma ferramenta computacional conhecida como AGWA Automated Geospatial Watershed Assessment (SEMMENS et al., 2000). O qual é usado para discretização, parametrização e calibração automática de modelos hidrológicos computacionais para serem usados tanto em bacias urbanas quanto rurais.o presente trabalho teve como objeto de estudo a bacia hidrográfica do rio Cuiá, localizada no município de João Pessoa, no litoral sul do mesmo município no estado da Paraíba, entre as coordenadas métricas de 302.000E/9.210.000N e 292.000E/9200.000N. A bacia do rio Cuiá compreende uma área de, aproximadamente, 40 km² com uma altitude média de 30 m, e nela estão inseridos diversos conjuntos habitacionais da cidade de João Pessoa: Grotões, Radialistas, Ernesto Geisel, José Américo, Valentina de Figueiredo e Mangabeira (SANTOS et al., 2006). MATERIAL E MÉTODOS: A metodologia utilizada aqui é uma sucessão de passos automatizados pelo qual o usuário, ativa opções de configuração para obter melhores resultados. Esta metodologia é baseada em procedimentos inclusos nas extensões Spatial Analyst, 3D Analyst e AGWA.Inicialmente, o limite da bacia, a hidrografia e as curvas de nível com eqüidistância de cinco em cinco metros em formato digital digitalizadas a partir das cartas planimétricas do INTERPA (Instituto de Terras e Planejamento Agrícola do Estado da Paraíba) na escala 1:10.000 (folhas J-11, J-12, J-13, K-11, K-12, K-13, L-11, L-12, L-13), foram importadas para o software Arcview GIS; para a elaboração da grade triangular do terreno (TIN Triangulated Irregular Network), também conhecido como DEM (Digital Elevation Model). Em seguida foi transformada a grade triangular em um formato padrão do Arcview GIS, o formato Grid, um arquivo que dividido em matrizes, onde cada célula armazena um valor numérico. A partir do formato Grid, é gerado o arquivo de grade de direção de fluxo de água (FDG Flow Direction Grid). Após a construção do FDG, foi gerada a grade de acumulação do escoamento de água da bacia (FACG Flow Accumulation Grid). Após a elaboração do TIN, do FDG e do FACG, foram criadas de forma automatizada a partir do AGWA, a grade com as informações da rede de drenagem da bacia e as divisões da bacia em elementos planos e canais. O AGWA calcula a geometria hidráulica de todos os elementos discretizados da bacia. Os resultados da discretização automática da bacia em planos e canais a partir do uso do AGWA poderá ser visto no item seguinte deste trabalho.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados da modelagem espacial automatizada da bacia do rio Cuiá, através de técnicas de geoprocessamento e do uso da extensão AGWA no software Arcview GIS, são mostrados a seguir. A grade triangular da bacia do rio Cuiá pode ser vista na Figura 1. Essa grade representa uma distribuição uniforme e regular de pontos da superfície do terreno usando uma distribuição irregular de pontos amostrados do terreno. A Figura 2 apresenta o resultado do processo de modelagem com a grade triangular, após a conversão para o formato grid. Estes arquivos de formato grid, são especialmente usados para representar fenômenos geográficos que variam no tempo e no espaço como os fenômenos hidrológicos. A Figura 3 mostra a diferença de fluxo, pelo qual é possível observar que as linhas de fluxo são bastante irreais e não são contínuas, apresentando problemas em áreas planas, pois devido a proximidade dos elementos com mesma cota de altitude, os mesmos adquirem valores iguais. A Figura 4 ilustra a rede de drenagem estimada pelo AGWA. A rede de drenagem gerada apresenta-se um pouco retilínea e, em muitas vezes, não percorre o curso d água real. A Figura 5 demonstra a delimitação da bacia que pode ser comparada ao limite da bacia obtido pelo método tradicional. A Figura 6 apresenta a discretização da bacia do rio Cuiá elaborada com o auxílio do AGWA e baseado na TIN, no FDG e no FACG. Foram delimitados 51 polígonos com área média de 1.778.800 m², e uma declividade média de 5,04%. FIGURA 1 Grade triangular gerada a partir das curvas de nível. FIGURA 2 Grid de elevação digital do terreno da bacia do rio Cuiá.

FIGURA 3 Direção do fluxo da água gerado. FIGURA 4 Rede de drenagem gerada. FIGURA 5 Limite da bacia. FIGURA 6 Bacia discretizada em classes de área. CONCLUSÃO: Com este trabalho foi possível demonstrar a criação automatizada da discretização espacial de uma bacia hidrográfica baseada em DEM produzida por um Sistema de Informações Geográfica com os auxílios das extensões Spatial Analyst, 3D Analyst e AGWA. Além da discretização, foram gerados produtos como a direção do fluxo de água, do fluxo do acumulo água, linhas de drenagem, além da delimitação da bacia e suas subdivisões com facilidade e rapidez, mas como em automatização os elementos criados podem não representar bem os elementos naturais que envolva os processos hidrológicos de bacia hidrográfica. AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao LEPAN/UFPB (Laboratório de Pesquisa e Ensino em Análise Espacial) e ao LARHENA/UFPB (Laboratório de Recursos Hídricos e de Engenharia Ambiental) pela disponibilidade do software Arcview GIS e das extensões Spatial Analyst e 3D Analyst. Os autores também são apoiados com recursos e bolsas do CNPq e CT Hidro/CNPq. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

BINGNER, R.L. e THEURER, F.D. AGNPS 98: a suite of water quality models for watershed use. Proceedings of the 7th Federal Interagency Sedimentation Conference, Reno, NV, 25-29 March, 2001, p. VII-1/VII-8. LAHLOU, M.; SHOEMAKER, L.; CHOUDRY, S.; ELMER, R.; HU, A., MANGUERRA, H.; PARKER, A. Better assessment science integrating point and nonpoint sources: BASINS 2.0 user s manual. US-EPA Report EPA-823-B-98-006, U.S. EPA, Washington, DC, 1998. SANTOS, C.A.G.; SILVA, R.M.; SILVA, L.P. Predição hidrossedimentológica numa bacia nãoinstrumentada através de modelagem e geoprocessamento. VII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimentos, Porto Alegre, 2006. SANTOS, I.M. e ZEILHOFER, P. (2003). Modelagem hidrológica integrada em Sistemas de Informação Geográfica. Revista GEODÉSIA online, Disponível em: http://www.www.com.br, Acessada em: 08/08/2006. SEMMENS, D.; GOODRICH, D.C.; UNKRICH, C.L.; SMITH, R.E.; WOOLHISER, D.A.; MILLER, S.N. (2005). Kineros2 and the AGWA modeling framework. Chapter 6 in the Gwadi International Modeling Workshop, Unesco on-line Publication, 30 p. USACE. Geospatial hydrologic modeling extension: HEC-GeoHMS user s manual. U.S. Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center, Report CPD-77, 2003. WOOLHISER, D.A.; SMITH, R.E.; GOODRICH, D.C. Kineros, a kinematic runoff and erosion model: documentation and user manual. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, ARS-77, 1990, p. 1-130.