POTENCIAL ANÔMALO NO DATUM VERTICAL BRASILEIRO Montevideo,, 26 a 30 de maio de 2008

(1)

Ciências Geod

é

sicas

Ciências Geodésicas

Sílvio Rogério Correia de Freitas

Vagner Gonçalves Ferreira

Alessandra Svonka Palmeiro

Regiane Dalazoana

Roberto Teixeira Luz

Karoline Paes Jamur

Pedro Luis Faggion

Universidade Federal do Paraná -Setor de Ciências da

Terra - Departamento de Geomática

(2)

Ciências Geod

é

sicas

Ciências Geodésicas

•INTRODUÇÃO E ANTECEDENTES

•TRABALHOS PRELIMINARES JUNTO AO DVB

(em complemento ao apresentado sobre a RVFB)

•GEOPOTENCIAL: alguns resultados

(3)

Ciências Geod

é

sicas

Ciências Geodésicas

•1994 – Acordo de cooperação técnico-científica

UFPR/IBGE com ênfase em instrumentação geodésica;

•1995 – Apresentação conjunta UFPR/IBGE na CISBGf;

•1995 – Visita conjunta ao DVB UFPR/IBGE;

•1997 – Reativação de observações no Datum Vertical

do Sistema Geodésico Brasileiro (DVB). Estação IMBI;

•1997 – IAG General Assembly (Rio de Janeiro);

•1998 – GT III SIRGAS (CICT - Santiago);

•2000 – Campanha SIRGAS;

(4)

Ciências Geod

é

sicas

4 Em 1997 foram iniciados e

Em 1997 foram iniciados e

studos dos aspectos geodinâmicos

no DVB e um perfil com mais duas esta

ç

ões:

•

• Campanha

Campanha

Mutiparam

é

trica

: Mar

é

s oceânicas (IMBI), mar

é

s

gravim

é

tricas, temperatura, pressão atmosf

é

rica e GPS em

IMBI e BLUO.

0.1 0.1 --2999637.91432999637.9143 0.2 0.2 --4221791.38924221791.3892 0.2 0.2 3714672.3986 3714672.3986 IMBI IMBI 0.1 0.1 --2867528.38832867528.3883 0.2 0.2 --4301512.40714301512.4071 0.2 0.2 3728247.3387 3728247.3387 BLU0 BLU0 σ σzz (mm) (mm) Z (m) Z (m) σ σyy (mm) (mm) Y (m) Y (m) σ σxx (mm) (mm) X (m) X (m) Esta

Estaççãoão

Coordenadas Cartesianas m

é

dias das esta

ç

ões no ITRF 1994.0,

é

poca

1995.4, fixando as esta

ç

ões PARA, SANT e BRAZ, 25 dias de observa

ç

ões

cont

(5)

Ciências Geod

é

sicas

5

17.4/ 17.4/--10.510.5 17.3/ 17.3/--12.312.3 21.8/18.8 21.8/18.8 18.9/ 18.9/--19.619.6 22.5/ 22.5/--3.13.1 M2 M2 -- IMBIIMBI 5.3/255.8 5.3/255.8 6.8/255.1 6.8/255.1 10.5/243.5 10.5/243.5 8.9/ 8.9/--260.6260.6 5.5/ 5.5/--64.364.3 M2 M2 --BLUMBLUM 1.8/35.8 1.8/35.8 1.5/38.9 1.5/38.9 3.3/57.6 3.3/57.6 3.5/ 3.5/--65.765.7 4.0/38.0 4.0/38.0 M2 M2 --PARAPARA 11.3/ 11.3/--11.911.9 11.9/ 11.9/--18.818.8 10.4/ 10.4/--12.112.1 10.7/ 10.7/--16.516.5 9.8/ 9.8/--9.49.4 O1 O1 -- IMBIIMBI 4.2/23.7 4.2/23.7 4.1/ 4.1/--2.52.5 3.6/22.8 3.6/22.8 3.5/13.4 3.5/13.4 3.4/29.1 3.4/29.1 O1 O1 -- BLUMBLUM 2.0/ 2.0/--50.450.4 1.4/ 1.4/--26.226.2 2.2/ 2.2/--35.335.3 1.7/ 1.7/--22.122.1 2.9/138.3 2.9/138.3 O1 O1 -- PARAPARA ORI96 ORI96 ORI ORI FES95.2 FES95.2aa CRS3.0 CRS3.0 Schwidersky Schwidersky Modelo Modelo Onda Onda- -Esta

Estaççãoão Res

Resííduos finais de marduos finais de maréé gravimgraviméétrica compensados dos carregamentos trica compensados dos carregamentos oceânicos modelados (X = B

oceânicos modelados (X = B –– L), considerando as ondas lunares L), considerando as ondas lunares principais Diurna e Semi

principais Diurna e Semi--diurna [diurna [AmplAmpl. (. (nmnm.s.s--22_{) / e fase (}_{) / e fase (}_°_°_)]_)]

Atualmente

Atualmente utilisautilisa--sese o FES 2004 para a reduo FES 2004 para a reduçção dos dados da ão dos dados da altimetriaaltimetriaporpor Sat

(6)

Ciências Geod

é

sicas

6 Ap

Ap

ó

s

Cartagena

, foram iniciados e

studos dirigidos

à

an

á

lise

temporal do DVB visando seu v

í

nculo a um SGA e v

í

nculo com

suas informa

ç

ões hist

ó

ricas.

•

• Foi instalado pelo IBGE um novo

Foi instalado pelo IBGE um novo

mar

é

grafo

e reativado o

antigo;

•

• Buscou

Buscou

-

se

e

videnciar

os efeitos locais relacionados com a

evolu

ç

ão do N

í

vel M

é

dio do Mar na região do

Datum

Vertical

Brasileiro

(7)

Ciências Geod

é

sicas

7

V

Víínculo do nculo do marmaréégrafografo com estacom estaçção ão GPS

GPS IntegraIntegraçção das são das sééries temporais de ries temporais de

observa

observaçções ões maregrmaregrááficasficas e de e de altimetria

altimetria por satpor satééliteslites

Compara

Comparaçção entre dados ão entre dados maregr

maregrááficos e dados da ficos e dados da Altimetria

Altimetria SatelitalSatelital ((TopexTopex- -Poseidon

Poseidon))

Imbituba Tide Gauge Montly Means

2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 1 948 19 55 19 6 2 19 6 5 19 72 19 79 19 8 6 19 93 20 00 Year M e an S ea Le v el ( m m )

IAGS Data RMPG Data

Tide gauge data to be recovered

Satellite altimetry contribution

Imbituba Tide Gauge Montly Means

2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 1 948 19 55 19 6 2 19 6 5 19 72 19 79 19 8 6 19 93 20 00 Year M e an S ea Le v el ( m m )

IAGS Data RMPG Data

Tide gauge data to be recovered

Satellite altimetry contribution

(8)

Ciências Geod

é

sicas

8

Controle vertical das RRNN e da

posi

posiçção geocêntrica do ão geocêntrica do marmaréégrafografo. . Discrimina

Discriminaçção dos não dos nííveis de referênciaveis de referência

Recupera

Recuperaçção de rede local com novas ão de rede local com novas referências de n

referências de níível (vel (RNsRNs) e novas linhas ) e novas linhas de nivelamento. V

de nivelamento. Víínculo da nova estanculo da nova estaçção ão GPS com a RN mais antiga (USGS),

GPS com a RN mais antiga (USGS),

recuperando v

recuperando víínculo histnculo históórico.rico.

EGM 96

Ref. Zero - Régua IAGS Ref. Zero - Régua Nova

Ref. Zero - Sensor Digital IMBI Elipsóide GRS 80 1, 7 7 m 1,21m 11 ,01m 11,85m (SIRG A S 2000) 1,23m

Estação Maregráfica de Imbituba Croqui de Localização das RRNN

3010A 3012U 2001B PORT2 4X 3091U 3010D 2003L SOB O CAIS Cais Enro cam ento RRNN EXISTENTES RRNN DESTRUÍDAS UFPR2 UFPR2 3012V PORT3 IAGS 3M CBD3A IAGS 6M IMBI 3010B 9352S 9352T 3010C Estação Meteorológica PORT1 IAGS 3M CBD3A 3012X 3012Z Estação

Antigas ruínas do silo de carvão

UFPR1 Maregráfica

(9)

Ciências Geod

é

sicas

Ap

ó

s

deternina

ç

ão

das velocidades da esta

ç

ão IMBI associada ao

DVB e sua compara

ç

ão com a evolu

ç

ão do NMM foi uma etapa

cumprida provisoriamente em vista da disponibilidade de solu

ç

ões

adequadas para 3 de 5 campanhas GPS com 10 ou mais dias de

obs. no per

í

odo de 1997 a 2005.

A convic

ç

ão da inadequa

ç

ão aconteceu em vista de trabalhos de

an

á

lise sobre esta

ç

ões SIRGAS para as quais se realizou um

trabalho de determina

(10)

Ciências Geod

é

sicas

1

0 O referido trabalho foi

O referido trabalho foi

associado com a

pesquisa de doutorado

de

Juan C.

B

á

ez

Soto

.

T

í

tulo da Tese:

Monitoramento das

Deforma

ç

ões da Rede

de Referência do

SIRGAS em

á

rea com

atividade tectônica.

(11)

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sicas

1

1 An

An

á

lise espectral em esta

ç

ões SIRGAS

.

A existência de componentes de varia

ç

ão de longo per

í

odo na

coordenada vertical apontou para a necessidade de esta

ç

ões

permanentes para correta determina

ç

ão de velocidades e

discrimina

(12)

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é

sicas

1

2 Esta

Esta

ç

ão IMBT

Uma esta

ç

ão permanente SIRGAS junto ao DVB foi instalada em

junho/07 em substitui

ç

ão

à

esta

ç

ão IMBI/SIRGAS. Foi provida a

conexão entre as duas esta

ç

ões por 17 dias de observa

ç

ões GPS

e adicionalmente por m

é

todos topogr

á

ficos e de travessia.

Esta

(13)

Ciências Geod

é

sicas

1

3 Em vista da grande quantidade

Em vista da grande quantidade

de dados

altim

é

tricos

e

gravi

-

-m

m

é

tricos

a serem

discri

-

-minados

minados

e processados de

acordo com os objetivos do

GTIII do SIRGAS, foi buscado

o desenvolvimento de ferra

-

-mentas para a integra

mentas para a integra

ç

ão de

Informa

ç

ões do SGB por meio

de um SIG.

A plataforma foi testada em

á

rea com disponibilidade

adequada de observa

(14)

Ciências Geod

é

sicas

1

4 Informa

Informa

ç

ões brutas das opera

ç

ões de nivelamento e de

gravimetria

associadas

à

Rede Vertical Brasileira foram incorporadas visando dar

suporte a algumas etapas da qualifica

ç

ão e do tratamento dos dados,

forma

ç

ão de linhas e circuitos, at

é

o c

á

lculo de desn

í

veis

geopotenciais

.

Foram incorporadas todas as etapas antecedentes ao ajustamento.

(15)

Ciências Geod

é

sicas

1

5 A partir de 2005, com o

A partir de 2005, com o

estabelecimento do LARAS/

UFPR, passou a ser

constituido

um banco de dados gravim

é

tricos

composto por aproximadamente

900 esta

ç

ões c/ informa

ç

ão de

posi

ç

ão horizontais, altitudes

ortom

é

tricas e/ou

elips

ó

idicas

,

valores de gravidade real e as

anomalias da gravidade

free

-

air

e

Bouguer

na região do DVB.

Foram incorporados dados do

IBGE, UFPR, USP e ON.

An

(16)

Ciências Geod

é

sicas

1

6 Em 2005, 2007 e 2008 foram

Em 2005, 2007 e 2008 foram

realizadas 255 novas obs. na

região de

Imbituba

-

SC

, pelo

LARAS/UFPR envolvendo pos.

GPS e

gravimetria

.

Foi

implantanda

uma base

geod

é

sica de alta precisão na

região, relativamente

à

qual

foram realizadas novas

observa

ç

ões concentradas nas

imedia

ç

ões do DVB, e em torno

do sistema

lagunar

do

Imarui

com per

í

metro de 150

km e com

regime de mar

é

s associado ao

regime oceânico de Imbituba.

(17)

Ciências Geod

é

sicas

1

7 Um passo adicional

Um passo adicional

é

o da

modelagem dos efeitos das

massas topogr

á

ficas no

Campo da Gravidade na

Região adjacente ao DVB.

Al

é

m de informa

ç

ões de

cartas topogr

á

ficas estão

sendo analisados os

resultados advindos de

modelos como ETPO30,

SRTM e com expectativa

para a missão

TerraSAR

.

_-49 _-48.8 _-48.6 _-48.4 _-48.2

-28.6 -28.4 -28.2 -28 -27.8 FLORIANÓPOLIS CAPIVARI DE BAIXO ALFREDO WAGNER ÁGUAS MORNAS STO AMARO DA IMPERATRIZ PALHOÇA IMARUÍ IMBITUBA LAGUNA PEDRAS GRANDES TUBARÃO GRAVATAL ARMAZEM SÃO MARTINHO GAROPABA PAULO LOPES SÃO BONIFÁCIO ANITÓPOLIS SÃO LUDGERO BRAÇO DO NORTE SANTA ROSA DE LIMA RIO FORTUNA GRÃO PARÁ ORLEANS URUSSANGA TREZE DE MAIO COCAL DO SUL MORRO DA FUMAÇA Oceano Atlântico -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 CORRE

CORREÇÇÃO DE TERRENO OBTIDA PELO ÃO DE TERRENO OBTIDA PELO

PROGRAMA

PROGRAMA TCTC((mGalmGal).).

An

(18)

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sicas

1

8

As novas missões espaciais têm

contribu

contribuíído com a aquisido com a aquisiçção de ão de informa

informaçções a respeito do campo ões a respeito do campo da gravidade na região. Como

da gravidade na região. Como

grande potencial de aplica

grande potencial de aplicaçção ão deve ser mencionado o modelo

deve ser mencionado o modelo

EIGEN

EIGEN--GL04C. GL04C. Al

Aléém destes dados, buscam destes dados, busca--se uma se uma melhor acur

melhor acuráácia na determinacia na determinaçção ão do ge

do geóóide/quaseide/quase--gegeóóide local, ide local, serão utilizados dados de

serão utilizados dados de

gravimetria marinha e anomalias

da gravidade obtidas de missões

altim

altiméétricastricas. Visa. Visa--se necessse necessáária a ria a amplia

ampliaçção da atual ão da atual áárea teste de rea teste de 1

1ººx 1x 1ººpara 5para 5ººx 5x 5ºº

FONTE: BGI, 2008

• IMBITUBA

An

(19)

Ciências Geod

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sicas

1

9

Buscou

Buscou--sese estimaarestimaar a resolua resoluçção ão de Modelos Geoidais Globais

de Modelos Geoidais Globais

obtidos de Missões Satelitais e

Gravim

Graviméétricos Regionais para o tricos Regionais para o Estado do Paran

Estado do Paranáá com base em com base em observa

observaçções GPS sobre RNões GPS sobre RN’’s.s. Analisaou

Analisaou--sese a resolua resoluçção espacial ão espacial efetiva de modelos geoidais

efetiva de modelos geoidais

globais e regionais em

globais e regionais em áárea teste rea teste abrangendo o Estado do Paran

abrangendo o Estado do Paranáá com a devida filtragem para

com a devida filtragem para

compara

comparaçção com os modelos ão com os modelos dispon

disponííveis.veis.

goce

grace

(20)

Ciências Geod

é

sicas

2

0

Geraou

Geraou--sese uma superfuma superfíície geoidal usando cie geoidal usando

dados de posicionamento GPS sobre

dados de posicionamento GPS sobre RNsRNs (104 na região de estudo), em fun

(104 na região de estudo), em funçção das ão das diferen

diferençças NGPS = as NGPS = hGPShGPS--HRN. HRN. Comparou

Comparou--se essa superfse essa superfíície com gecie com geóóides ides gravim

graviméétricos locais, previamente tricos locais, previamente calculados com base em diferentes

calculados com base em diferentes

modelos do

modelos do geopotencialgeopotencial, para identificar , para identificar suas resolu

suas resoluçções espaciais;ões espaciais;

Ge Geóóide ide PR2006 CMQ PR2006 CMQ EGM96 EGM96 rms rms=82cm=82cm Ge Geóóide ide PR2006 FFT PR2006 FFT PGM2000A PGM2000A rms rms=51cm=51cm

(21)

Ciências Geod

é

sicas

2

1

Tratou

Tratou--se os dados dos modelos globais, obtidos a partir de plataformasse os dados dos modelos globais, obtidos a partir de plataformas orbitais, para identificar os comprimentos de ondas com melhor r

orbitais, para identificar os comprimentos de ondas com melhor resoluesoluçção na ão na região de estudos.

região de estudos.

EINGEN

EINGEN--CG03CCG03C Modelo Geoidal Regional GPS/

Modelo Geoidal Regional GPS/NivNiv Ge Geóóide PR2006ide PR2006--FFTFFT Ge Geóóide PR2006ide PR2006--CMQCMQ Modelos Modelos Combinados Combinados rms rms = 39 cm= 39 cm EINGEN EINGEN--GL04CGL04C rmsrms = 42 cm= 42 cm GGM 02C GGM 02C rmsrms = 53 cm= 53 cm EINGEN

EINGEN--GRACEGRACE Ge Geóóide PR2006ide PR2006--FFTFFT Ge Geóóide PR2006ide PR2006--CMQCMQ Modelos Modelos Sat

Satéélite lite -- SomenteSomente

EINGEN EINGEN--22 Filtragem Filtragem IFFT2/Gaussiana IFFT2/Gaussiana rms rms ≈≈ 1,6/0,6 m1,6/0,6 m

(22)

Ciências Geod

é

sicas

2

2 An

An

á

lise do

Geopotencial

na região do DVB com base

no sistema

lagunar

de

Imarui

, SC

Buscou

Buscou--se se determinardeterminar a a componentecomponente anômalaanômala do do geopotencial, com base no

geopotencial, com base no SistemaSistema LagunarLagunar de de Imarui

Imarui, com regime de , com regime de marmarééss vinculadovinculado aoao oceano

oceano, , visandovisandocontribuircontribuir parapara obtenobtenççãoão do valor do valor do geopotencial (

do geopotencial (WW_i_i) no ) no DDVBVB..

(23)

Ciências Geod

é

sicas

2 -2 62 636 853 11 m s 0 W = . . , W_IMB = 62 636 855 26 m s. . , 2 -2

Desvio obtido com o modelo

EGM96 relativamente

EGM96 relativamente ààs obs. (s obs. (δg)δg)

(eq

(eqüüidistância de 5 idistância de 5 mGalmGal))

IMB

H =

δ - (0,22 0,01) ± m

X

(24)

Ciências Geod

é

sicas

2

4 PERSPECTIVAS: DVB e RVSIRGAS

•Implementar o conhecimento do geóide/quase-geóide

na região do DVB via a integração de dados com

diferentes resoluções, em diferentes referenciais e

oriundos de diferentes plataformas;

•Melhorar o conhecimento da evolução temporal do

DVB permitindo sua adequação a um SGA e

aplicações;

•Realizar esforços no desenvolvimento de

metodologias visando-se contribuir com o GTIII

SIRGAS na integração RVFB com a de outros países

da América do Sul e com um SGA.

(25)

Ciências Geod

é

sicas

2

5

MUITO OBRIGADO!!!