MODELAGEM DE SUPERFÍCIES. Prof. Dr. Cristiano Zerbato

MODELAGEM DE SUPERFÍCIES

Introdução

• MODELO DIGITAL DO TERRENO:

• DTM - DIGITAL TERRAIN MODEL: Termo introduzido em 1958, por Miller e La Flame.

• Modelo Digital de Terreno – MDT • Digital Terrain Model – DTM

• Modelo Numérico de Terreno – MNT

• Modelo Matemático de Terreno – MMT

Introdução

• O modelo digital de superfície (MDS) é uma representação estatística da superfície contínua do terreno, por meio de um grande número de pontos selecionados, com coordenadas X, Y, Z conhecidas, em um sistema de coordenadas.

• X e Y Coordenadas

• Z Atributo

Introdução

• Dentre alguns usos do MDS pode-se citar:

a) Armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas topográficos;

b) Geração de isolinhas (curvas de nível);

c) Elaboração de mapas de declividade e exposição para apoio a análise de geomorfologia e erodibilidade;

d) Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas;

Etapas de Geração

• Aquisição dos dados

• Interpolação

• Geração de produtos

Etapas de Geração

Relevo (Topografia) A.P.

Aquisição de dados Interpolação Geração de produtos Aleatório Mapa de aplicação Planta planialtimétrica (curvas de nível) Inverso do quadrado da distância Triangulação Malha Regular “Grid”

Aquisição de dados

• Aquisição de dados – topografia

– Plantas e cartas existentes • Analógico – Digital

– Sensoriamento Remoto

• Imagens aéreas – Fotogrametria • Imagens orbitais – Satélites

– Levantamentos de campo • Topografia convencional • GNSS

Fonte: Prof. Dr. David L. Rosalen9

AQUISIÇÃO DE DADOS (TOPOGRAFIA):

Cartas Existentes 1:50.000

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AQUISIÇÃO DE DADOS (TOPOGRAFIA):

Cartas Existentes 1:10.000

AQUISIÇÃO DOS DADOS

Resolução 3D: Horizontal 15m Vertical 10m

AQUISIÇÃO DE DADOS (TOPOGRAFIA):

SENSORIAMENTO REMOTO ORBITAL

AQUISIÇÃO DOS DADOS

AQUISIÇÃO DE DADOS (TOPOGRAFIA):

SENSORIAMENTO REMOTO AÉREO Fotogrametria

AQUISIÇÃO DOS DADOS

Comparação de Nivelamento: GPS RTK x Ortocartas

Altitudes elipsoidais (h) obtidas via GPS RTK e pelo MNT da Ortofoto

Obs.:

- RTK (“Real Time Kinemathic”), Tempo Real com código + fase

- Ortofoto realizada com o sistema SOCET SET (Leica/Suiça) Ponto Dif. Amostrado GPS RTK MNT Foto (m) 1 821,78 821,47 0,31 2 818,20 818,22 -0,02 3 810,37 810,34 0,03 4 805,09 805,03 0,06 5 802,23 802,15 0,08 6 802,14 802,07 0,07 7 823,51 823,47 0,04 8 832,92 832,85 0,07 9 829,14 829,02 0,12 10 824,88 824,93 -0,05 11 807,88 807,65 0,23 12 808,35 808,24 0,11 13 830,10 830,22 -0,12 14 823,55 853,38 (-29,83) 15 821,46 821,32 0,14 16 809,93 809,81 0,12 17 810,22 810,34 -0,12 18 807,21 807,04 0,17 19 828,73 828,56 0,17 20 805,76 805,54 0,22 h (m) EP GPS _[ 2cm (plani) e 4cm (alti) AQUISIÇÃO DE DADOS (TOPOGRAFIA)

AQUISIÇÃO DOS DADOS

AQUISIÇÃO DE DADOS (TOPOGRAFIA):

CONVENCIONAL + GNSS

AQUISIÇÃO DOS DADOS

Aquisição de dados

• Levantamentos de Campo

– Levantamentos de pontos coletados

• Malhas regulares (Grid) • Irregular

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Malha Regular (Grid) (Método utilizado na AP)

AQUISIÇÃO DOS DADOS

Coleta de dados “Aleatório”

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AQUISIÇÃO DOS DADOS

Aquisição de dados

• Levantamentos de Campo

– Levantamentos de linhas características • Linhas de estrutura:

– Talvegues e divisores • Linhas de quebra:

– Crista e pé de taludes

– Barrancos, arrimos e vias diversas • Áreas mortas:

Coleta de dados => Topografia => Linhas Características

AQUISIÇÃO

DOS DADOS

Aquisição de dados

• Deve-se considerar a quantidade e também o

posicionamento das amostras em relação ao comportamento do fenômeno:

– Uma superamostragem de altimetria numa região plana = redundância de informação

– Poucos pontos em uma região de relevo movimentado = escassez de informações.

Interpolação

• Regressão: processo de obtenção de uma função de certo tipo que melhor represente a dependência entre as variáveis (independente e dependente). Estatisticamente, pode-se denominar “Análise de regressão”, pois permite verificar a magnitude dos resíduos.

• Interpolação: qualquer processo de obtenção dos valores de uma função dentro de um intervalo mediante o conhecimento de seu comportamento dentro desse intervalo.

• Extrapolação: qualquer processo de obtenção dos valores de uma função fora de um intervalo, mediante o conhecimento de seu comportamento dentro desse intervalo.

Interpolação

• TIPOS DE MAPAS

• Mapas temáticos sem gradientes

– Valores médios

– Representados por polígonos

• Mapas temáticos com gradientes

– Valores contínuos

INTERPOLAÇÃO MA PA S SEM GRADIEN TES

Prof. Dr. David L. Rosalen26 INTERPOLAÇÃO MA PA S SEM GRADIEN TES

Prof. Dr. David L. Rosalen27 INTERPOLAÇÃO MA PA S C OM GRADIENTES

Prof. Dr. David L. Rosalen28 INTERPOLAÇÃO MA PA S COM GRADIENTE S

Interpoladores

• Vizinho mais próximo • Média simples

• Inverso da distância

• Inverso da distância ao quadrado • Superfície de tendência

• Triangulação

• Krigagem

• Outros

Softwares

SURFER e GS+

• CARTOGRAFIA E REPRESENTAÇÃO (TOPO)

– Isolinhas (Curvas de Nível)

– Relevo

– Visualização 3D (Perspectiva Cavaleira)

– Perfil Topográfico

– Declividade

– Delimitação de Bacias Hidrográficas

• AGRICULTURA DE PRECISÃO

– Mapas de índices de vegetação

– Mapas temáticos (propriedades físico-químicas

do solo)

– Mapas de produtividade

– Mapas de aplicação a taxa variável

Prof. Dr. David L. Rosalen32

Produtos (Topo)

Grand Canyon, U.S.A.

400 880 1360 1840 2320 2800 E le v a ti o n

Produtos - Topo

Prof. Dr. David L. Rosalen36

PRODUTOS – A.P.

Prof. Dr. David L. Rosalen37

Índice de Vegetação - NDVI

-0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0.7 1 1.3 1.6 1.9 2.2 2.5 2.8 1.2 1.7 2.2 2.7 3.2 3.7 4.2 4.7 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm PRODUTOS – A.P.

Prof. (cm) 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 13,1% 15,0% 14,5% 13,6% 12,9% 0 2 4 6 Sem impedimentos Fraca compactação Forte compactação Excessiva compactação RMSP (MPa) TAS

OBRIGADO