Modelos Digitais de Elevação DEM e Derivados

11. Apêndice

4.5. Modelos Digitais de Elevação DEM e Derivados

Os dados gerados a partir da modelagem de elevação digital podem ser integrados aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), possibilitando as operações de análise espacial e beneficiando áreas como planejamento urbano, meio ambiente e planejamento agrícola.

Algumas representações digitais de variações contínuas do relevo sobre o espaço são conhecidas como Modelo de Elevação Digital (DEM). O termo Modelo de Terreno Digital (DTM) é também comumente usado. O Modelo Digital de Terreno ou de Elevação é uma representação matemática da distribuição espacial da característica de um fenômeno vinculada a uma superfície real. A superfície é em geral contínua e o fenômeno que representa pode ser variado (BURROUGH, 1986). Embora o Modelo Digital de Elevação (DEM) tenha sido originado para o relevo modelado, ele pode ser usado como modelo de variação contínua de alguns outros atributos Z sobre duas dimensões de superfície.

Inter-Relação entre Geologia/Relevo/Solo/Vegetação e Atuação dos Processos Morfodinâmicos da Unidade de Paisagem Serra do Japi: Uma Contribuição à Conservação – Nilda de Jesus – Tese de Doutorado: IGCE/UNESP

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O Modelo Digital de Elevação (DEM) é construído a partir das curvas de nível e pontos altimétricos. Nestes mapas, as gradações topográficas do relevo são perceptíveis através de tons de cinza, onde o preto corresponde a altimetria zero (nível do mar) e as tonalidades mais claras indicam, progressivamente, as áreas mais elevadas.

Dentre alguns usos do DEM pode-se citar segundo BURROUGH (1986):

• Armazenamento de dados de altimetria para mapas topográficos;

• Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens;

• Elaboração de mapas de declividade e exposição para apoio à análise

de geomorfologia e erodibilidade;

• Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas;

• Apresentação tridimensional (em combinação com outras variáveis).

Segundo TEIXEIRA et al. (1992) os “Modelos Digitais de Elevação” (DEM) procuram representar uma superfície em uma estrutura matemática que permita sua visualização bi ou tridimensional, bem como a extração de informações derivadas que são utilizados com os seguintes objetivos básicos:

• Obtenção de projeções planares;

• Geração de mapas de contornos;

• Perfis de terreno;

• Determinação da intervisibilidade entre pontos;

• Cálculo de volume;

• Sombreamento sintético;

• Geração de mapas de declividade;

• Geração de mapas de orientação de vertentes;

• Geração de mapas de exposição de vertentes;

• Extração de padrões (vales, divisores, forma de vertentes, etc);

• Correção geométrica de produtos de SR;

• Integração com imagens de satélite;

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No processo de modelagem digital de elevação podemos distinguir três fases: aquisição dos dados, geração de grades e elaboração de produtos representando as informações obtidas.

Para a representação de uma superfície real no computador é indispensável à criação do modelo digital, podendo ser por equações analíticas ou por uma rede de pontos na forma de uma grade de pontos regulares e ou irregulares.

Os dados de modelo digital de elevação estão representados pelas coordenadas x y z, onde z, o parâmetro a ser modelado, é função de x y, ou seja:

z = f (x, y). Estes dados são usualmente adquiridos segundo uma distribuição

irregular no plano x y, ou ao longo de linhas com mesmo valor de z ou mesmo com um espaçamento regular.

A aquisição destes dados é realizada por levantamentos de campo, digitalização de mapas, medidas fotogramétricas a partir de modelos estereoscópicos e dados altimétricos adquiridos de GPSs, aviões e satélites. Entretanto, as aplicações ou produtos do DEM não são elaborados sobre os dados amostrados, mas sim dos modelos gerados no formato de grade regular ou irregular. Estes formatos simplificam a implementação dos algoritmos de aplicação e os tornam mais rápidos computacionalmente.

Os métodos de aquisição de dados podem ser por pontos amostrados com espaçamento irregular e regular bem como por mapa de isolinhas.

Na amostragem por pontos o cuidado na escolha dos pontos e a quantidade de dados amostrados estão diretamente relacionados com a qualidade do produto final de uma aplicação sobre o modelo. Para aplicações onde se requer um grau de realismo maior, a quantidade de pontos amostrados, bem como o cuidado na escolha desses pontos, ou seja, a qualidade dos dados é decisiva. Quanto maior a quantidade de pontos representantes da superfície real, maior será o esforço computacional para que estes sejam armazenados, recuperados, processados, até que se alcance o produto final da aplicação.

Na amostragem por Isolinhas um mapa de isolinhas é a representação de uma superfície por meio de curvas de isovalor. Nos mapas topográficos as isolinhas foram impressas com o uso de equipamentos, como "stereoplotters”, sobre uma base composta de fotografias em estéreo obtidas por aerolevantamento. Nestes mapas topográficos existem ainda pontos amostrados irregularmente que foram obtidos por trabalhos de campo.

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A aquisição das isolinhas pode ser efetuada por meio de digitalização manual com uso de uma mesa digitalizadora, ou através de um processo automático por meio de "scanner". A digitalização manual consiste na operação de identificação de uma isolinha com um valor de cota e em aquisição pelo operador por um processo onde se segue a linha ao longo do mapa. Na digitalização com o uso de "scanner", é obtida uma matriz de pontos onde podem ser identificadas as isolinhas e os valores de cota. Processos de vetorização que sigam uma isolinha transformam-na em uma seqüência de pontos com coordenadas xy de mesmo valor em z para cada isolinha.

4.6. RELAÇÃO DOS SOLOS COM ESTRUTURAS GEOLÓGICAS, FISIOGRAFIA

No documento Inter-relação entre geologia/relevo/solo/vegetação e atuação dos processos morfodinâmicos da unidade de paisagem serra do Japi: uma contribuição à conservação (páginas 43-46)