PROGRAMAÇÃO DO CÁLCULO DA DECLIVIDADE EM SIG PELO MÉTODO DE VETORES ORTOGONAIS

This research shows an evaluation of the vector calculation applied to the development of a slope angle mapping program. This method is based on the vector sum of slope orthogonal components, quantified through moving windows. The orientations of the retangular axes systems and the estimate methods of the slope components were evaluated in relation to manual measurements. The best correlation was found when choosing the maximum results between the orientations and the maximum height in each windowed direction. All modes of the vector approach worked better than the calculation available in the geographical information system. High slopes were poorly estimated by all methods.Este trabalho apresenta uma avaliação do cálculo de vetores ortogonais na elaboração de um programa de mapeamento da declividade. O método baseia-se na soma de componentes ortogonais da declividade, medidos com a operação de janelas móveis. As orientações do sistema de eixos e os métodos de estimativa dos seus componentes foram avaliados em relação a um conjunto de medidas manuais. A melhor correlação foi encontrada com o resultado máximo entre os dois sistemas de orientaçãoe o desnível máximo em cada direção. Todas as variantes do método de vetores mostraram-se superiores ao cálculo disponível no sistema de informação geográfica Idrisi. Declividades altas foram fracamente estimadas por quaisquer métodos

Geoprocessing of digital elevation models for mapping plan curvature in watersheds

Este trabalho tem o objetivo de desenvolver e avaliar um procedimento de análise de Modelos Digitais de Elevação (MDE) com Sistemas de Informação Geográfica (SIG) para mapeamento da curvatura horizontal. O método baseia-se em janelas móveis aplicadas sobre a imagem de orientação de vertentes, derivada do MDE. Os testes envolveram dados de seis microbacias de diferentes tipos de relevo, krigados a partir de curvas de nível de mapas publicados. O cálculo de curvatura horizontal programado demandou a resolução espacial como uma das entradas, de modo a resultar em valores absolutos comparáveis, com diferença de oângulo de azimute por distância horizontal (/m) como unidade. A sobreposição dos resultados calculados em cada passagem da janela móvel, orientada nas direções dos oito pixels vizinhos em cada posição da janela, foi coordenada em octantes, de acordo com a classe de orientação das vertentes. A interpretação visual de resultados numéricos aliado ao reconhecimento de formas conhecidas de relevo subsidiou o estabelecimento de limiares arbitrários de curvatura para uma classificação das vertentes (convergentes, retilíneas e divergentes). _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis study aims the description and evaluation of a simple approach to map plan curvature from Digital Elevation Models (DEM) with common tools of Geographical Information Systems (GIS). This method is based on the application of a local 3x3 pixel moving window on the aspect image, derived from the DEM. The testes used data kriged from contour lines of published maps of six watersheds from different terrain types. The curvature calculation required the DEM spatial resolution as one of the inputs, so oas to calculate a comparable absolute value, with slope azimuth angle per horizontal distance (/m) as unit. The classification of slope direction in octants was used to control the overlapping of the curvature results, calculated towards the eight neighbor pixels of each windowed position. The placement of boundaries with guidance from visual analysis of known slope forms assisted the establishment of arbitrary curvature thresholds for the slope curvature classes (convergent, divergent and rectilinear)

DIGITAL ELEVATION MODEL VALIDATION WITH NO GROUND CONTROL: APPLICATION TO THE TOPODATA DEM IN BRAZIL

Digital Elevation Model (DEM) validation is often carried out by comparing thedata with a set of ground control points. However, the quality of a DEM can also beconsidered in terms of shape realism. Beyond visual analysis, it can be verified thatphysical and statistical properties of the terrestrial relief are fulfilled. This approachis applied to an extract of Topodata, a DEM obtained by resampling the SRTMDEM over the Brazilian territory with a geostatistical approach. Several statisticalindicators are computed, and they show that the quality of Topodata in terms ofshape rendering is improved with regards to SRTM

ESTIMATIVA DA AMPLITUDE TOPOGRÁFICA POR GEOPROCESSAMENTO DE DADOS SRTM PARA MODELAGEM DO RELEVO

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do cálculo automatizado da amplitude topográfica por geoprocessamento como contribuição à análise da topografia com vistas ao estudo das relações solo-relevo. A despeito de sua importância como descritor do relevo, a amplitude é uma variável pouco explorada nos trabalhos conduzidos em geoprocessamento em parte devido à ausência de algoritmos para seu cálculo entre os recursos de Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Motivados pela disponibilidade de Modelos Digitais de Elevação (MDE), a partir da difusão dos dados da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) e do Banco de Dados Geomorfométricos do Brasil (TOPODATA), os elementos implícitos em seu conceito foram adaptados em processos de vizinhança e sobreposição, por sua vez estruturados em programa de lote. Os dados de solo foram obtidos do levantamento pedológico semidetalhado do Estado de São Paulo (escala 1:100.00): mapa e memorial descritivo da quadrícula São Carlos. Além da viabilidade da abordagem adotada, os resultados mostraram que a amplitude topográfica evidencia distintamente feições de expressão regionalizada como patamares, baixios e escarpas, de acordo com os intervalos de variação considerados na classificação dos resultados numéricos. As feições evidenciadas apresentaram correspondência notável com a distribuição de manchas de solos e seus limites mapeados, numa indicação do potencial de contribuição para o levantamento em áreas não mapeadas. Palavras-chave: Geomorfometria. SRTM. TOPODATA. Geoprocessamento. Amplitude topográfica. Solos. Internal relief estimate by SRTM data geoprocessing to relief modeling This work presents the development of the automated calculus of the internal relief through geoprocessing, as a contribution for terrain analysis aiming at the study of soil-relief relations. Despite its importance as terrain descriptor, internal relief is seldom considered in studies under geoprocessing approach, partly due the absence of algorithms among basic Geographical Information System (GIS) resources. Motivated by the availability of Digital Elevation Model (DEM), given by the diffusion of both SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) data and Brazilian Geomorphometric Data Base (TOPODATA), the implicit conceptual elements were adapted into neighborhood and overlay operations, stored in macro program. The semi-detailed map of the pedologic survey of São Paulo State (1:100.000 scale) of the study site, at São Carlos quad, and respective documentation were used as the source of soil data. Beside the feasibility of the adopted approach, results showed the internal relief to distinctly enhance regionalized features like plateaus, lowlands and scarps, according to the intervals applied in the classification of the numerical results. The enhanced features were notably related to the distribution of soil types end their mapped boundaries, as an indication of the contribution potential for soil survey in non-mapped areas. Key words: Geomorphometry. SRTM. TOPODATA. Geoprocessing. Internal relief. Soils

Topographic Modeling of Marajó island With SRTM Data

Este trabalho apresenta a aplica&ccedil;&atilde;o dos dados SRTM na modelagem da topogr&aacute;fica da Ilha do Maraj&oacute;, com &ecirc;nfase no processamento dos dados em relevo baixo. Esta pesquisa apontou a demanda de extrema precis&atilde;o altim&eacute;trica devida ao relevo baixo e &agrave; sensibilidade dos dados SRTM a fei&ccedil;&otilde;es n&atilde;o-topogr&aacute;ficas. A primeira aprecia&ccedil;&atilde;o dos dados revela que a Ilha apresenta numerosos paleocanais, o que motivou um esfor&ccedil;o de modelar estas fei&ccedil;&otilde;es sob uma abordagem param&eacute;trica, atrav&eacute;s de deriva&ccedil;&otilde;es geomorfom&eacute;tricas. Das condi&ccedil;&otilde;es do terreno das &aacute;reas de estudo, aliadas &agrave; predomin&acirc;ncia dos efeitos de dossel vegetal, resulta que os mapas geoorfom&eacute;tricos se apresentem fortemente afetado pelas intera&ccedil;&otilde;es entre a vegeta&ccedil;&atilde;o e o terreno. Apesar de a abordagem param&eacute;trica n&atilde;o se mostrar adequada para as condi&ccedil;&otilde;es vigentes na &aacute;rea de estudo, as t&eacute;cnicas de processamento digital foram consideradas capazes de aumentar o potencial dos dados para an&aacute;lises visuais, permitindo um realce uniforme da altura dos paleocanais, independente de sua altitude.</span

Delineation of terrain features in Demini’s Watershed – Setentrional Amazonia using regional geomorphometry

The mapping of terrain features relies on the necessity of an object-based approach, which can be related to the constitution of terrain units. The regionalization of land surface parameters enables the assessment of characteristics inside terrain unities and enhances heterogeneity outside these patches. This study presents a classification methodology for hierarchical geomorphometric delineation, using visual and Random Forest (RF) classification in a regionalized dataset of terrain variables, applied in Demini’s watershed, north of Amazonia. These variables, calculated by segments derived from multiresolution segmentation, were evaluated in order to identify which had major contributions to RF’s classifications. The characterization of features had great correspondence with Environmental Informations Database (BDIA) data of geomorphological mapping, used as a reference in this work. The Overall Accuracy for RF taxon 1 was 96%, while Taxon 2 Highland and Lowland RF models reached 84% and 87%, respectively. Identification of subdomain classes was possible mostly using the digital elevation model (DEM) and variables directly derived from the DEM. The delineation of floodplain presented significant differences between visual and RF results, including BDIA’s data

SURVEYING THE TOPOGRAPHIC HEIGHT FROM SRTM DATA FOR CANOPY MAPPING IN THE BRAZILIAN PANTANAL

An algorithm was developed in Geographical Information Systems (GIS) for the extraction of topographic height from the Digital Elevation Models (DEM) of the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), C and X bands, applied to mapping vegetation canopy in the Pantanal Floodlands. According to previous studies, these bands are sensitive to surface vegetation and thus elevation values increase in relation to terrain proportional to the height of the canopy, known as canopy effect. The proposed algorithm identifies minimum elevations within a search radius, which are likely to represent bare earth values, to generate a reference surface. The topographic height results from the subtraction between the elevations of this surface and of the original DEM. It is expected that, in this region, the height values be related to the vegetation height. Whenever possible, the algorithm results were observed together with optical images and vegetation maps of RADAMBRASIL project, for the establishment of height slicing levels as related to vegetal groups. The visual examination and statistical analysis have provided three levels of slicing height, which would be related to herbaceous, shrub and tree (forest) vegetation communities. Although slicing levels could be related to general classes of vegetation canopy in this region, field data and, or, fine resolution optical data are required for more detailed mappings. Regardless of the classification approach, height estimates from SRTM DEM represent a subsidiary data for the remote characterization of the Pantanal Floodlands vegetation, which complements traditionally used optical dat

ANÁLISE DA SUSCETIBILIDADE AOS MOVIMENTOS DE MASSA EM SÃO SEBASTIÃO (SP) COM O USO DE MÉTODOS DE INFERÊNCIA ESPACIAL

Este trabalho tem como objetivo avaliar métodos de inferência espacial para modelar a suscetibilidade a movimentos de massa no município de São Sebastião (SP) e testar o efeito da inclusão de variáveis geomorfométricas (curvaturas vertical e horizontal) no modelo. Foram comparados três métodos de inferência espacial: booleano, bayesiano e fuzzy gama. Estes métodos foram testados com cinco variáveis (geomorfologia, geologia, pedologia, uso da terra e declividade) e, em seguida, com sete variáveis (incluindo as curvaturas vertical e horizontal). O método booleano não permitiu uma classificação detalhada das classes de suscetibilidade para ambos os casos (com cinco e com sete variáveis). O método fuzzy gama apresentou uma maior flexibilidade na identificação de áreas e na geração de cenários para ambos os casos, o que foi possível através da manipulação dos valores do índice gama. A adição das curvaturas no modelo permitiu um melhor desempenho, apresentando resultados mais satisfatórios para o seu refinamento. A inferência bayesiana utilizou efetivamente apenas a variável declividade (no caso de cinco variáveis) e, em uma segunda etapa, as variáveis declividade e curvatura horizontal (no caso de sete variáveis). Este método não se mostrou satisfatório na discriminação das classes de suscetibilidade aos movimentos de massa. Palavras-chave: métodos de inferência espacial, análise de risco, sistema de informações geográficas, movimentos de massa, geomorfometria

Efeito da topografia na resposta polarimétrica de floresta tropical em imagens PALSAR/ALOS Effect of topography on the polarimetric response of tropical forest in PALSAR / ALOS

A dependência do coeficiente de retroespalhamento (σ°) para diferentes alvos florestais não tem sido investigada quanto às variações topográficas, conforme se observa na literatura. Assim, o objetivo desse estudo é avaliar o efeito da topografia sobre o retroespalhamento derivado de áreas de floresta tropical em imagens PALSAR/ALOS (banda L). Para tal, foi realizada uma análise das respostas polarimétricas de áreas florestais, parcelas situadas em relevo plano, ondulado e fortemente ondulado. As respostas polarimétricas revelaram comportamento característico do efeito da topografia sobre o sinal do radar através da altura do pedestal, que indica a intensidade da despolarização da onda incidente. Observouse uma maior frequência de ocorrência e de intensidade da despolarização nas parcelas de terrenos ondulados a forte ondulado, com acentuada despolarização como comportamentos típicos nesta última condição.Abstract The dependence of backscatter coefficient (σ°) on different targets forest has not bee deeply investigated as affected by topographic variations, as seen in the literature. The objective of this study is to evaluate the effect of topography on backscatter derived from rainforest areas in PALSAR / ALOS (L-band) images. An analysis of the polarimetric responses of forest plots located in flat, gentle and undulated terrain was performed. The polarimetric responses showed a typical behavior of the topography effect on the radar signal through the height of the pedestal, which indicates the intensity of depolarization of the incident wave. There was a higher frequency of occurrence and intensity of depolarization in the plots on gentle and undulated terrains, with a marked depolarization as a typical pattern for the last condition

Relação entre as variáveis morfométricas extraídas de dados SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) e a vegetação do Parque Nacional de Brasília

Este trabalho visa ao estudo da relação entre a distribuição de fitofisionomias do Parque Nacional de Brasília (PNB) e variáveis topográficas, para avaliar o potencial de dados SRTM isoladamente, como complemento aos dados tradicionalmente aplicados no sensoriamento remoto da vegetação. Esta relação foi verificada através de análises discriminantes entre o mapa de vegetação referência do PNB e as seguintes variáveis morfométricas: elevação, declividade, orientação de vertente, curvatura vertical e curvatura horizontal. Tais análises indicaram as classes de vegetação que podem ser separadas com base nas condições topográficas do terreno. As variáveis morfométricas mais importantes na distinção entre os tipos vegetacionais foram a elevação, a declividade e a orientação de vertente. Apesar de os dados morfométricos mostrarem potencial indicativo das classes de vegetação, as análises resultaram em discriminação em um nível aquém do detalhamento temático do mapa referência. Tal desempenho pode ser explicado pela incompatibilidade das escalas de variação exibidas entre os dados morfométricos em relação ao tamanho das unidades de mapeamento da vegetação. Além disso, a variação de tipos de vegetação do cerrado pode ser explicada por uma série de outros fatores além da topografia. Com base nas análises discriminantes das variáveis morfométricas, foi possível o mapeamento experimental da vegetação ao nível de subfisionomias.This paper aims to study the relationship between the distribution of vegetation in Brasilia National Park and topographic variables, to evaluate the potential of SRTM data alone, in addition to data traditionally used in remote sensing of vegetation. A map of vegetation of the area was used as a reference and the morphometric variables (elevation, slope, aspect and profile and plane curvatures) were compared to the mapped units. Analyses indicated vegetation types easily discriminated depending on topographic position. The variables elevation, slope and aspect were shown to be the most important for their high discrimination power of the vegetation types. Although morphometric data are recognized as having strong potential for characterizing vegetation, this was not shown in the results, due to the mismatching of variability scales between the two sources of data, where large units tend to exhibit similar distribution patterns of morphometry, and comprise classes with different responses for morphometric constraints. Discriminant analyses of morphometric variables allowed vegetation mapping up to sub-physiognomy levels