apostila geoprocessamento

Universidade Federal de Viçosa

Tópicos Avançados em Sistemas de Informações Geográficas

Geração de Modelos Digitais de Elevação

Hidrologicamente Consistentesno ArcGIS

Modelos Digitais de Elevação Hidrologicamente Consistentes

Definição:• Modelos digitais de elevação hidrologicamente consistentes caracterizam-

se por possuirem uma coincidência bastante acentuada entre a suadrenagem, derivada numericamente (raster), e a drenagem mapeada (vetorial).

O processo de geração de um modelo digital de elevação hidrologicamente consistente requer, além de dados apropriados de altimetria, que a malha hidrográfica esteja orientada no sentido do escoamento.Tais modelos são isentos de depressões espúrias, assegurando-se que o escoamento superficial originado a partir de qualquer ponto da bacia hidrográfica convergirá para a hidrografia e esta, para a respectiva foz.

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Hidrografia• simplificada e orientada na direção do escoamento,• lagos,• sumidouros naturais.

Altimetria• curvas de nível,• pontos cotados,• limite da área de interpolação.

Dados Primários

• SnapPourPoint• W atershed

• FlowAccum ulation• StreamLink• StreamOrder

• FlowLength• CostPath

BaciasDrenagem

Trajeto

M DE

Flowdirection

Sink

> 0? FillS

N

TOPOGRIDTOPOGRID Interpolação dos dados de altimetria

FillFill Elim inação das depressões espúrias

M DE-HCM DE-HC Imposição da hidrografia

FlowdirectionFlowdirection Obtenção da direção de escoamento final

• SnapPourPoint• W atershed

• FlowAccum ulation• StreamLink• StreamOrder

• FlowLength• CostPath

BaciasDrenagem

Trajeto

M DE

Flowdirection

Sink

> 0? FillS

N

M DE

Flowdirection

Sink

> 0? FillS

N

M DE

Flowdirection

Sink

> 0? FillS

N

TOPOGRIDTOPOGRID Interpolação dos dados de altimetria

FillFill Elim inação das depressões espúriasFillFill Elim inação das depressões espúrias

M DE-HCM DE-HC Imposição da hidrografiaM DE-HCM DE-HC Imposição da hidrografia

FlowdirectionFlowdirection Obtenção da direção de escoamento finalFlowdirectionFlowdirection Obtenção da direção de escoamento final

Obtenção de um MDEHC e Derivação das Características do Escoamento Superficial

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Criação de um MDEHCPré-processamento

Criação da linha central de um polígono• simplificação dos rios de margens duplas

Eliminação de bifurcações• definir o trajeto do escoamento ao redor de ilhas

Orientação da rede hidrográfica• identificação da foz (referência para o sentido dos arcos)

Ajuste da altimetria à rede hidrográfica• caracterização do talvegue (a hidrografia é a referência)

O objetivo é gerar uma rede de arcos simplificados e orientados em direção à foz.

Simplificação e Orientação da Hidrografia

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hidrografia interceptando a mesma curva de nível em mais de um pontoreferência é a hidrografia:• deve-se ajustar localmente a altimetria

Caracterização do Talvegue

InterpolaçãoUso do TOPOGRIDTOOL

• CONTOUR: curvas de nível• POINT: pontos cotados• STREAM: hidrografia simplificada e orientada• SINK: depressões reais• BOUNDARY: limite da área de interpolação• LAKE: lagos

Obs: o interpolador TOPOGRID exige que o Arc/INFO workstation estejainstalado.

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O interpolador TOPOGRID requer que a rede hidrográfica tenha todos os arcos orientados morro abaixo e que a rede não possua lagos ou rios bifurcados, i.e., a rede hidrográfica deverá conter somente arcos simples formando um padrão dendrítico.Os lagos e os rios de margens duplas devem ser substituídos por arcos simples, se possível associados ao leito original do rio. Se a elevação do lago for conhecida, o seu contorno poderá ser incluído nosdados de altimetria como curva de nível.A localização e a elevação de depressões reais poderão ser adicionadas no processo de criação do MDEHC.O contorno da bacia hidrográfica poderá ser usado como limite para o processo de interpolação.A rede hidrográfica mapeada poderá ser imposta: isso eliminará a maioria das depressões espúrias.Ao remover as depressões, os dados de elevação têm prioridade sobre a imposição das condições de drenagem.

Pós-processamentoRefinamentos no MDE:

• eliminação das depressões espúrias• imposição da drenagem mapeada

– aprofundamento do relevo ao longo da hidrografia mapeada– remoção das eventuais depressões espúrias ao longo da calha

• direção de escoamento– criação de taludes entre a superfície e a hidrografia mapeada

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Problemas causados pelas depressões espúrias:descontinuidade da drenagem, interrompendo o escoamento superficial;segmentação da área de contribuição, impedindo a sua correta delimitação.

Caracterização de uma Depressão Espúria

Z

X

Z-hidro

Z-mrg

dist-mrgdist-hidro

0

ZPP

hidrohidromrghidro

hidromrgp Zdist

distdistZZ

Z +×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+−

=

xP

Equação para Criação de um Talude Linear entre a Margem e a Hidrografia

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Refinamento do Relevo ao longo das Margens

Perfil B

Hidrografia mapeada

Perfil A

Criando o Modelo Digital de Elevação

Use o TOPOGRIDTOOL para gerar o Modelo Digital de Elevação

TOPOGRIDTOOL MDE 5• CONTOUR: ..morfometria\curvas cota• POINT: ..morfometria\pontos cota• STREAM: ..morfometria\hidro• BOUNDARY: ..morfometria\limite

Obs: o interpolador TOPOGRID exige que o Arc/INFO workstation estejainstalado.

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Configurando o Ambiente de Análise

Configure o ambiente de análiseSpatial Analyst Options

General• Working directory: ..\morfometria\resultados• Analysis mask: mde• Analysis Coordinate System

– ...same coordinate system as the inputExtent

• Same as layer “mde”Cellsize

• Same as layer “mde”

Use a Calculadora Raster do módulo Spatial Analyst para identificar e remover as depressões espúrias:1. Criando uma cópia do modelo digital de elevação original

• [m1] = [mde]2. Calculando a direção de escoamento

• [d1] = flowdirection([m1])3. Identificando as depressões

• [s1] = sink([d1])4. Delimitando a área de drenagem de cada depressão

• [a1] = watershed([d1], [s1])

Removendo as Depressões Espúrias

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5. Identificando a menor altitude na borda das depressões[f1] = zonalfill([a1], [m1])

Obs: as células da área de drenagem de cada depressão receberão todas o valor da menor altitude da borda da respectiva área de drenagem

6. Preenchendo as depressões[p1] = con([m1] > [f1], [m1], [f1])Obs: as células com altitudes inferiores à menor altitude da borda da área de

drenagem de uma depressão terão seus valores substituidos por esse valor7. Substituindo, no relevo m1, o relevo corrigido das depressões

[m2] = con(isnull([a1]), [m1], [p1])8. Remover os grids m1, d1, s1, a1, f1 e p1.9. Renomear o grid m2 como m1.

Repetir os procedimentos 2..9 até que o grid s1 não contenha qualquer depressão.Renomear o grid m1 como mf.

Rasterizando a hidrografia mapeada (vetorial)Spatial Analyst Convert Features to Raster:

Input features: hidro arcField: HIDRO-IDOutput cell size: 5.0Output raster: h-r

Impondo a largura máxima de 1.5 células à hidrografia rasterizadaSpatial Analyst Raster Calculator:

h-r1 = setnull(thin([h-r], #, #, #, 1.5 * 5) == 0, 1)Obs: as células pertencentes à hidrografia rasterizada receberão o valor 1.

Aprofundando o relevo ao longo da hidrografia mapeada

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Obtendo o perfil altimétrico ao longo da hidrografia rasterizadaSpatial Analyst Raster Calculator:

[zhr1] = [mf] * Float([h-r1])

Aprofundando o relevo ao longo da hidrografia em 10.000 mSpatial Analyst Raster Calculator:

[m1] = con(IsNull([zhr1]), [mf], [zhr1] – 10000.0)

Eliminando depressões espúrias ao longo da hidrografia mapeadaSpatial Analyst Raster Calculator:1. Recalculando a direção de escoamento

[d1] = flowdirection([m1])2. Identificando as depressões ao longo da hidrografia rasterizada

[s1] = sink([d1])3. Delimitando a área de drenagem de cada depressão

[a1] = watershed([d1], [s1])

4. Identificando a menor altitude da borda de cada depressão• [f1] = zonalfill([a1], [m1])

5. Preenchendo as depressões• [p1] = con([m1] > [f1], [m1], [f1])

6. Substituindo, no relevo m1, o relevo corrigido das depressões• [m2] = con(isnull([a1]), [m1], [p1])

7. Remover os grids m1, d1, s1, a1, f1 e p1.8. Renomear o grid m2 como m1.

Repetir os procedimentos 1..8 até que o grid s1 não contenha qualquer depressão.

9. Calculando o valor máximo que deverá ser acrescido à altitude das célulasda hidrografia rasterizada para trazê-las de volta à superfície• [dif] = zonalmin([h-r1], [zhr1] – [m1])

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10. Trazendo a hidrografia rasterizada “quase” de volta à superfície (-10m), convertendo os valores do grid de elevação para milímetros e então em inteiros• [ms-mm] = int(con(IsNull([h-r1]), [m1], [m1] + [dif] – 10.0) * 1000.0)

Obs: o objetivo de se manter as células da hidrografia 10m abaixo da superfície é para poder refinar o relevo ao longo das margens, criando-se taludes.

11. Obtendo o novo perfil altimétrico ao longo da hidrografia mapeada• [zh-mm] = [h-r1] * [ms-mm]

Reconstruindo o Relevo ao longo da Calha da HidrografiaMapeada

Valor = NODATAORIGENS

Grid de entrada

Grids de saída

DIST-EUC

ALOC

DIST-EUC = EUCDISTANCE(ORIGENS, #, ALOC)

Calculando a distância euclideana e assinalando a origem mais próxima

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Calculando a distância horizontal euclidiana de cada célula da superfície à hidrografia mapeada

Spatial Analyst Distance Straight Line...Distance to: zh-mmMaximum distance:Output cell size: 5

Create direction:Create allocation: z-hidro

Output raster: dist-hidro• cada célula do grid z-hidro conterá a elevação (mm) da

célula da hidrografia mais próxima;• para se criar o grid de alocação, o grid zh-mm deverá, necessariamente, possuir valores

inteiros;• alternativamente, esses resultados poderão ser obtidos usando o seguinte comando na

Calculadora Raster:dist-hidro = eucdistance([zh-mm], #, z-hidro)

Criando margens ao longo da hidrografia, com 5 células de largura de cada ladoSpatial Analyst Raster Calculator:

[mrg-hidro] = setnull([dist-rios] <= 1.5 * 5 * 5.0, [ms-mm])

Obs: as células dentro das margens contêm NODATA, as demais contêm os valores de elevação em mm.

Calculando a distância horizontal euclideana de cada célula dentro das margens à borda mais próxima e assinalando a cada célula dentro das margens a altitude da borda mais próxima

Spatial Analyst Raster Calculator:[dist-mrg] = eucdistance([mrg-hidro], #, z-mrg)

• o valor de todas as células do grid dist-mrg além das margens será zero; • dentro das margens, cada célula do grid z-mrg conterá a elevação (mm)

da célula da borda mais próxima;• além das margens, as células do grid z-mrg conterão os valores de elevação em mm.

Adicionar o grid z-mrg ao mapa corrente.• o grid de alocação, criado pelo comando eucdistance, não é adicionado

automaticamente pelo ArcGIS como uma nova layer do mapa.

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Refinando o relevo para criar uma calha entre as margens e a hidrografiaSpatial Analyst Raster Calculator:

[mde-mrg] = con(IsNull([mrg-hidro]), [dist-hidro] * ([z-mrg] – [z-hidro]) / ([dist-mrg] + [dist-hidro]) + [z-hidro], [mrg-hidro])

• a operação ([z-mrg] – [z-hidro]) / ([dist-mrg] + [dist-hidro]) calcula o coeficiente angular de cada rampa formada entre uma célula da margem e a célula da hidrografia mais próxima;

• dentro da margens, as células do grid mde-mrg formam um plano inclinado entre as bordas e a hidrografia;

• além das margens, as células do grid mde-mrg contêm os valores originais de elevação (mm).

Obtendo o novo perfil altimétrico da hidrografia rasterizadaSpatial Analyst Raster Calculator:

[zh] = [mde-mrg] * [h-r1]

Aprofundando novamente o relevo ao longo da hidrografia em 10.000.000 mmRemova o grid [m1] da lista de conteúdo do mapa corrente.Spatial Analyst Raster Calculator:• [m1] = con(IsNull([zh]), [mde-mrg], [zh] – 10.000.000)

Eliminando depressões espúrias ao longo da hidrografia mapeadaSpatial Analyst Raster Calculator:1. Recalculando a direção de escoamento

• [d1] = flowdirection([m1])2. Identificando as depressões ao longo da hidrografia rasterizada

• [s1] = sink([d1])

Aprofundamento final do relevo ao longo da hidrografia mapeada

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3. Delimitando a área de drenagem de cada depressão• [a1] = watershed([d1], [s1])

4. Identificando a menor altitude da borda de cada depressão• [f1] = zonalfill([a1], [m1])

5. Preenchendo as depressões• p1 = con([m1] > [f1], [m1], [f1])

6. Substituindo, no relevo m1, o relevo corrigido das depressões• m2 = con(isnull([a1]), [m1], [p1])

7. Remover os grids m1, d1, s1, a1, f1 e p1.8. Renomear o grid m2 como m1.

Repetir os procedimentos 1..8 até que o grid s1 não contenha qualquer depressão. Nesse caso, ao final do passo 2, vá para o passo 7.

9. Calculando o valor máximo que deverá ser acrescido à altitude das células da hidrografia para trazê-las de volta à superfície

• [difx] = zonalmin([h-r1], [zh] – [m1])

10. Trazendo a hidrografia rasterizada “quase” de volta à superfície (-2000mm)

• mdehc-mm = con(IsNull([h-r1]), [m1], [m1] + [difx] - 2000)

11. Derivando o grid de direção de escoamento final

• dirhc = flowdirection([mdehc-mm])

Remover os grids auxiliares:

• dif, difx, dist-hidro, dist-mrg, h-r, mde-mrg, mf, mrg-hidro, ms-mm, zh,zhr1, zh-mm, zh-mrg.

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Obtenção das CaracterísticasMorfométricas de uma

Bacia Hidrográfica

Objetivo

Apresentar os fundamentos do escoamento superficial, caracterizando as funções disponíveis no ArcGIS para modelagem de bacias hidrográficas.

O ProblemaA maioria das análises hidrológicas se utiliza de um conjunto comum deinformações derivadas:

• direção de escoamento,• bacia de contribuição,• declividade,• orientação da pendente (exposição),• distância à foz, etc.

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Justificativas para a adoção da Bacia Hidrográfica como Unidade de Análise

A topografia governa todos os processos de superfície.

É um agente moderador na distribuição espacial do clima que, por sua vez, controla a distribuição e a produtividade dos sistemas biológicos.

A topografia desempenha um papel preponderante na distribuição e no fluxo de água e de energia ao longo e através da superfície terrestre, afetando a umidade do solo e o seu potencial de erosão e influenciando diretamente as suas propriedades físicas e químicas.

O limite de uma bacia hidrográfica define, de uma maneira completa e única, a área na qual todo o escoamento superficial converge para a sua foz.

Qualquer ponto fora da área de drenagem de uma bacia hidrográfica não contribui para o seu escoamento superficial e, portanto, não é de interesse para a solução dos problemas relacionados àquela bacia.

A bacia hidrográfica é uma forma de organização natural da superfície terrestre.

A Lei no 9.433, de 08/01/1997, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos, definiu que a bacia hidrográfica é a unidade territorial para a operacionalização dessa política e para a atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos.

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Historicamente, o processo de colonização e consolidação do território brasileiro tem-se pautado na exploração predatória de seus recursos naturais, afetando negativamente a qualidade e a disponibilidade dos recursos hídricos, principalmente os superficiais.Relevo fator determinante do processo de ocupação humana da terra, atuando como agente regulador da distribuição do fluxo de água e de energia dentro dos ecossistemas.Conferência Internacional sobre Água e Meio Ambiente (Jan/1992, Dublin, Irlanda) água é reconhecida como bem escasso e, portanto, dotado de valor econômico:

reconhece-se a necessidade de gerenciá-la sob a égide do uso múltiplo, estabelecendo prioridades e limites.

Contextualização

Lei no 9.433 (08/01/1997) institui a Política Nacional de Recursos Hídricos:

adota a bacia hidrográfica como unidade territorial para administração das águas;estabelece a cobrança pelo uso da água;cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, com o objetivo de:

reunir, dar consistência e divulgar os dados e informações sobre a situação qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos no Brasil;atualizar permanentemente as informações sobre disponibilidade e demanda de recursos hídricos em todo o território nacional; fornecer subsídios para a elaboração dos Planos de Recursos Hídricos.

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Resolução no 303 do CONAMA (20/03/2002) estabelece parâmetros, definições e limites referentes às Áreas de Preservação Permanente:

adota, implicitamente, a bacia hidrográfica como referencial, impondo proteção

ao longo dos cursos d’água e de reservatórios;ao redor das nascentes, lagos e lagoas naturais; no terço superior do topo de morros e ao longo das linhas de cumeada;em encostas com declividade igual ou superior a 100%...

No mundo atual, tomadas de decisão requerem cada vez mais o acesso rápido a informações confiáveis:

o crescente volume e a complexidade das informações impõem organizá-las em um sistema de informação

uso de sistemas computacionais,adoção de modelos como simplificação da realidade:

somente as características julgadas indispensáveis são armazenadas,conexão com o mundo real via referências espaciais

coordenadas geográficas, coordenadas cartesianas,endereços, otto-codificação

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A água é o principal agente erosivo, responsável primário pela forma geral do relevo. Por isso mesmo, encontram-se muitos topos e relativamente poucos sumidouros na maioriadas paisagens, resultando em um padrão peculiar de drenagens interconectadas.

Escoamento Superficial baseadoem Modelos Digitais de Elevação

Funções Hidrológicas disponíveis no ArcGIS (Módulo Analista Espacial)

Basin – individualiza as bacias hidrográficas com exutórios distintos.CostPath – identifica o trajeto de escoamento superficial a partir de uma célula-origematé a respectiva foz.FlowAccumulation – calcula a área à montante de cada célula.FlowDirection – calcula a direção de escoamento (D8) de cada célula.FlowLength - calcula a distância acumulada para cada célula (até o divisor d’agua ou atéa foz).FocalFlow – totaliza o fluxo de valores que converge para uma dada célula, com base nos valores das células imediatamente vizinhas.Sink – identifica células associadas a sumidouros (drenagem interna).

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SnapPourPoint – identifica para uma dada célula, dentro do raio de busca especificado, a célula de maior valor acumulado.StreamLink – efetua a segmentação de uma rede linear de células, assinalando um valorúnico às células de cada um dos seus trechos distintos.StreamOrder – assinala uma ordem numérica (Strahler ou Shreve) a cada segmento deuma rede de células.StreamShape – converte em shapefile uma rede linear de células orientadas na direçãodo escoamento (vetorização).Thin – reduz a largura de uma rede linear de células.Watershed – identifica a área de contribuição à montante de uma dada célula (ou conjunto de células).

Modelo Matricial de Escoamento Superficial (D8)

A direção de escoamento recebe um dos oito possíveis valores (modelo D8).A água escoa para uma de suas células vizinhas, segundo a direção do maiordeclive.

32

16

8

64

4

128

1

2

32

16

8

64

4

128

1

2

128

1

2

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Identificação da Direção da Maior Declividade

67 56 49

50 44 37

58 55 22

1

67 56 49

50 44 37

58 55 22

1

171

5067 =−Declividade: 26.16,24467 =−

1 1

Altitude

67 56 49

50 44 37

58 55 22

1

67 56 49

50 44 37

58 55 22

1

171

5067 =−Declividade: 26.16,24467 =−

1 167 56 49

50 44 37

58 55 22

67 56 49

50 44 37

58 55 22

1

67 56 49

50 44 37

58 55 22

1

171

5067 =−17

15067 =−Declividade: 26.16,

24467 =−

1 1

Altitude

Malha da Direção de Escoamento

2 2 4 4 8

1 2 16

1 2 4 8 4

128 1 2 4 8

2 1 4 4 4

11

2 2 4 4 8

1 2 16

1 2 4 8 4

128 1 2 4 8

2 1 4 4 4

11

2 2 4 4 8

1 2 16

1 2 4 8 4

128 1 2 4 8

2 1 4 4 4

11

21/22


Obtenção da Hidrografia Numérica

64 N

128 NE

1 E

2 SE4 S

SO 8

O 16

NO 32

MDE Direção de escoamento

Fluxo acumulado

8 direçõesTrajeto

45 4238

3650

45

48 60

58 31 30 53

50 45 32 22

1 84

41

16

4 8

1 1 2 4

128 64 1 ?

0 11

50

0

0 0

0 9 12 0

0 0 0 15

64 N

128 NE

1 E

2 SE4 S

SO 8

O 16

NO 3264 N

128 NE

1 E

2 SE4 S

SO 8

O 16

NO 32

MDE Direção de escoamento

Fluxo acumulado

8 direçõesTrajeto

45 4238

3650

45

48 60

58 31 30 53

50 45 32 22

45 4238

3650

45

48 60

58 31 30 53

50 45 32 22

1 84

41

16

4 8

1 1 2 4

128 64 1 ?

1 84

41

16

4 8

1 1 2 4

128 64 1 ?

0 11

50

0

0 0

0 9 12 0

0 0 0 15

0 11

50

0

0 0

0 9 12 0

0 0 0 15

Modelo Digital de Elevação Hidrologicamente Consistente

Carta topográfica SB-20-Y-A (Seringal Axioma), 6o .. 7o S, 64o 30' .. 66o WGr

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Direção de Escoamento

[DirEsc] = FlowDirection([MDEHC])

Escoamento Acumulado

[EscAcum] = FlowAccumulation([DirEsc])

Escoamento acumulado: uma medida da área de drenagem de um ponto da superfície do MDE, expressa em número de células do grid.

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[Dren10k] = Con([EscAcum] ≥ 10000, 1)

Drenagem numérica: rede de células com valor de escoamento acumulado igual ou superior a um limiar predefinido (e.g., 10.000 células)

Drenagem Numérica

Drenagem Numérica x Hidrografia MapeadaUm dos indicadores da qualidade do modelo digital de elevação para fins de estudos hidrológicos é o grau de coincidência da sua rede numérica com a hidrografia mapeada.

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Segmentação da Drenagem Numérica

[Segmentos] = StreamLink([Dren10k], [DirEsc])

Segmentos (links): são seções de um canal conectando duas confluências sucessivas, uma confluência a uma foz ou, ainda, uma nascente a uma confluência.

Identificação da Foz de cada Segmento Foz do segmento: é a célula imediatamente antes da confluência de um segmento com outro segmento.

[Foz-Seg] = con(zonalmax([Segmentos], [EscAcum]) == [EscAcum], [Segmentos])

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Bacias de Contribuição

[Sub-Bacias] = Watershed([DirEsc], [Segmentos]) ou[Sub-Bacias] = Watershed([DirEsc], [Foz-Seg])

Todas as células fluindo em direção a um dado segmento de uma rede de drenagem (ou à sua foz) constituem a bacia hidrográfica desse segmento ou sua área de contribuição.

Identificação da área de drenagem à montante de um ponto na calha e do respectivo trajeto à sua jusante

[Bacia] = Watershed([DirEsc], [Ponto])[Jusante] = CostPath([Ponto], [MDEHC], [DirEsc]))

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Separação das Redes de Drenagem

[Dren-Sep] = RegionGroup([Dren10k], #, Eight)

Região: conjunto de células contíguas que possuem um mesmo valor de atributo.

RegionGroup agrupa células conectadas, assinalando um valor único a cada região distinta.

Delimitação das Bacias de Drenagem

[Bacias] = Basin([DirEsc])

[ZG-Tab] = ZonalGeometry([Bacias], All) Tabela INFO

Morfometria: descrição da forma de uma bacia hidrográfica, por meio de parâmetros quantitativos.

ZonalGeometry gera uma tabela INFO contendo as características geométricas de cada zona.

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Identificação dos Nós associados a Nascentes

A identificação dos nós associados a nascentes é feita com base na topologia arco-nó.Adicionar o tema associado à rede hidrográfica, com feições do tipo arco (hidro arc) e nó(hidro node).Abrir a tabela de atributos da layer hidro arc e exportá-la como uma nova tabela (hidro-aux.dbf), inserindo-a no mapa corrente.Unir a tabela hidro-aux.dbf à tabela de atributos da layer hidro arc:

usar o item FNODE# da tabela de atributos da layer hidro arcusar o item TNODE_ da tabela hidro-aux.dbf

Selecionar os registros da tabela de atributos da layer hidro arc:“arc.FNODE#” = “hidro-aux.TNODE_”

Inverter a seleção (somente os arcos sem tributários serão selecionados)

Exportar os registros selecionados como uma nova tabela (arc-nasc.dbf) e inseri-la no mapa corrente.Unir a tabela arc-nasc.dbf à tabela de atributos da layer hidro node:

usar o item HIDRO# da tabela de atributos da layer hidro nodeusar o item FNODE_ da tabela arc-nasc.dbfAdvanced: gerar saída somente com os registros que casarem

Selecionar todos os registros da tabela de atributos da layer hidro node.Salvar os nós selecionados da layer hidro node em um novo arquivo shapefile (nascentes.shp).Converter os pontos do shapefile nascentes.shp para o formato grid (nasc-grid).

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Identificação do Trajeto à Jusantede um Ponto na SuperfícieO caminho de drenagem é a trajetória de uma gota d’água, partindo de um ponto qualquerda bacia até a sua seção de desagüe.Os trajetos gerados pelo comando CostPath poderão ter mais de uma célula de largura.O comando Thin promove o afinamento de uma rede linear de células.

[Trajetos] = CostPath([Nascentes], [MDEHC], [DirEsc]))

[Trj-1] = SetNull(Thin([Trajetos], #, #, #, <cellsize> * 1.5) == 0, 1)

Comparando os Trajetos de Escoamento Superficial, a partir das Nascentes, com a Hidrografia Mapeada

Usar o Spatial Analyst para converter a hidrografia mapeada (layer hidro arc) para o formato grid (h-r).Usar a Calculadora Raster para afinar a hidrografia rasterizada:

[h-r1] = SetNull(Thin([h-r], #, #, #, <cellsize> * 1.5) == 0, 1)

Identificando a sobreposição da hidrografia rasterizada com a mapeada:[HGxHM] = [h-r1] & [Trj-1] ou[HGxHM] = [h-r1] * [Trj-1]

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Comprimento do Percurso ao Longo de uma Superfície FlowLength calcula a distância, para cada célula, ao longo de um percurso (até o divisor d’água ou até a foz).

Permite determinar o maior percurso dentro de uma área de drenagem cálculo do tempo de concentração da bacia hidrográfica.

[Dist-f] = FlowLength([DirEsc], #, DownStream)

[Dist-d] = FlowLength([DirEsc], #, UpStream)

Distância à Foz ao Longo da Drenagem

[Dist-Foz] =[Dist-f] * [Dren10k] ou

[Dist-Foz] = FlowLength([DirEsc], [Dren10k], DownStream)

Essa operação permite identificar o maior curso d’água bem como a distância de cada nascente à foz da bacia.

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Delimitação da Área de Contribuição de uma Barragem

[Bacia-Sol] = Watershed([DirEsc], ShapeGrid(Soleira)) ou[Bacia-Sol] = Watershed([DirEsc], [Soleira-Gr])

Área de contribuição da barragem: conjunto de todas as células que fluem em direção à soleira da barragem.

Delimitação do Espelho d’água do Lago de uma BarragemEspelho d’água do lago: conjunto de todas as células pertencentes à área de contribuição, com altitude menor ou igual à altitude da soleira da barragem.

[Espelho] = con(float([Bacia-Sol]) * [MDEHC] <= zonalmax([Bacia-Sol], float([Soleira-Gr]) * [MDEHC]), 1)

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Determinação do Volume de um ReservatórioA profundidade em qualquer ponto do lago é dada pela cota máxima do espelho d’água menos a altitude do relevo naquele ponto:• [Prof-Lago] = zonalmax([Espelho], [MDEHC]) – [MDEHC]

O volume associado a cada célula do lago é dado pela altura de sua coluna d’água multiplicada pela área da célula:• [Vol-Cel] = [Prof-Lago] * sqr(ZonalArea([Espelho]) / ZonalSum([Espelho]))

Obs: a operação sqr(ZonalArea([Espelho]) / ZonalSum([Espelho])) retorna a área deuma célula.

O volume total do lago é obtido somando-se o volume da coluna d’água de cada célula da represa:• [VTot-Lago] = zonalsum([Espelho], [Vol-Cel]))

Obs: todas as células do grid VTot-Lago terão o mesmo valor.

O hom em t em , n a n a t u r eza , o seu m a i or pa t r i m ôn i o e, n a t ecn ologi a da i n for m ação, a

su a m elhor a l i ada .

Prof. Carlos Antonio Alvares Soares Ribeiro – DEF/UFV

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apostila geoprocessamento

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