Modelos digitais de elevação, você acabou de colocar suas 2 mãos em um artigo definitivo a respeito do tema.
Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que são modelos digitais de elevação;
- Quais as aplicações dos mesmos;
- O que são modelos digitais de terreno;
- Quais os sensores orbitais utilizados na obtenção de dados para a produção de modelos digitais de elevação;
- Como baixar um modelo digital de elevação a partir do projeto TOPODATA e;
- Quais as aplicações dos dados obtidos com as missões ASTER E SRTM.
O que são modelos digitais de elevação
Um Modelo Digital de Elevação (MDE) é um modelo que representa as diferentes altitudes da superfície topográfica levando em consideração as diferentes estruturas naturais e artificiais existentes.
O que um modelo digital de elevação faz nada mais é do que representar a superfície terrestre. Para isso, é necessário de alguma maneira abstrair-se os dados da mesma.
Entre as diferentes metodologias que podem serem utilizadas para se fazer isso estão:
- Utilização de sensores orbitais específicos, como é o caso das missões ASTER e SRTM;
- Utilização de equipamentos sub-orbitais, como é o caso de aviões e drones.
Com isso, ao fazer o sensoriamento remoto da superfície terrestre, estes equipamento obtêm dados altimétricos, sendo que se existir vegetação no local de interesse, o dado altimétrico obtido será o do topo do dossel (topo da copa das árvores).
Da mesma maneira, se existirem feições artificiais, como prédios, pavilhões, pontes e casas, os dados obtidos serão do topo dos mesmos.
Modelos digitais de elevação – Os 2 tipos de modelos altimétricos existentes
Por causa da existência de feições artificiais e naturais que impedem o mapeamento a nível do solo, existem 2 diferentes tipos de modelos digitais:
- Modelos digitais de elevação e;
- Modelos digitais do terreno.
Vamos conhecer melhor os mesmos.
Modelos digitais de elevação
Os modelos digitais de elevação (também conhecidos como modelos digitais de superfície – MDS) levam em consideração os elementos e estruturas naturais e artificiais existentes na superfície terrestre.
Com isso, o modelo digital criado levará em consideração os dados do topo das estruturas artificias e naturais, como, por exemplo:
- Edificações;
- Árvores e;
- Estruturas diversas que se encontram no terreno.
Fonte da imagem: https://www.baseaerofoto.com.br/
Aplicações dos modelos digitais de elevação
Conforme informado por artigo produzido pela empresa Base aerofotogrametria, os modelos digitais de elevação possuem as seguintes aplicações:
- Projetos de telefonia celular, estações de rádio, linhas de transmissão;
- Cálculo de volume em obras de engenharia;
- Delimitação da região inundada em represas;
- Estudos de trajetos rodoviários e ferroviários;
- Avaliação de obstáculos de plano de proteção de aeródromos e;
- Estudos de volumes de massa de vegetação.
Modelos digitais de terreno
Os Modelo Digital de Terreno (MDT) levam em consideração a altitude a nível do solo.
A correção dos modelos digitais de elevação, gerando-se modelos digitais de terreno é necessária, pois em muitas aplicações o que se quer é um modelo digital que leve em consideração as altitudes ao nível do solo.
Por exemplo, em obras de engenharia o que se quer fazer é o planejamento dos locais nos quais as diferentes estruturas serão construídas.
Desta maneira, não faz nenhum sentido utilizar-se modelos digitais de elevação.
Ou seja, os mesmos precisam passar por tratamentos estatísticos e correções utilizando-se dados obtidos a campo para a eliminação das diferentes estruturas existentes acima do solo, de certa forma que o resultado obtido é um modelo que represente fidedignamente a superfície terrestre.
O problema da utilização de dados obtidos via sensoriamento remoto para a geração de modelos digitais de terreno é que, dependendo das características do local, a quantidade de dados obtidos com equipamentos que utilizam sensoriamento remoto pode ser insuficiente, sendo necessário ir-se a campo e obter-se uma série de dados com receptores GNSS.
Na realidade, em muitas aplicações o que se faz é uma utilização mista de dados, utilizando-se dados obtidos a campo para melhorar-se a acurácia dos dados obtidos via sensoriamento remoto.
Desta maneira, muitos estudos e aplicações utilizam dados mistos, conseguindo desta maneira uma melhor representação da superfície topográfica.
Sensores orbitais utilizados na obtenção de dados para a produção de modelos digitais de elevação
Atualmente existe um grande número de sensores que fornecem dados de altitude. Porém, dentre todos estes, existem 2 cujos dados são disponibilizados gratuitamente.
Por causa disso, os dados dos mesmos são amplamente utilizados. No caso eu me refiro ao ASTER e SRTM.
Vamos entender melhor estes sensores.
ASTER
O ASTER (do inglês Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) é um dos cinco dispositivos de sensoriamento remoto a bordo do satélite Terra.
O mesmo foi lançado pela Nasa em 1999, sendo que desde Fevereiro de 2000 tem coletado dados.
O ASTER fornece imagens de alta resolução da Terra em 14 comprimentos de onda diferentes, variando do espectro visível à luz infravermelha.
A resolução das imagens variam de 15 a 90 metros, sendo que os dados do ASTER são usados para criar mapas de temperatura de superfície, emissividade, reflectividade e elevação.
Veja na imagem abaixo um exemplo de modelo digital de superfície criado com dados ASTER.
Modelos digitais de elevação – SRTM
A Missão Topográfica Radar Shuttle (acrônimo em inglês SRTM) é uma missão espacial que possui como objetivo a obtenção de um modelo digital do terreno da zona da Terra entre 56 °S e 60 °N.
A mesma foi criada com intuito de gerar uma base completa de cartas topográficas digitais terrestre de alta resolução espacial.
A SRTM consiste num sistema de radar especialmente modificado que voou a bordo do Endeavour (ônibus espacial) durante os 11 dias da missão STS-99, em Fevereiro de 2000.
Para adquirir dados de altimetria, a missão SRTM contou com dois reflectores de antenas de radar. Um reflector-antena estava 60 metros separado do outro graças a um extensor que ampliava a envergadura do shuttle no espaço.
A técnica utilizada conjuga software interferométrico com radares de abertura sintética (SAR).
Veja na imagem abaixo um modelo digital de terreno criado com dados SRTM.
Modelos digitais de elevação – Projeto TOPODATA
O projeto Topodata, do Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE) teve como intuito a criação de um modelo digital de elevação do território brasileiro. O mesmo utilizou dados SRTM disponibilizados pelo USGS na rede mundial de computadores, possuindo uma acurácia de 30 metros.
Um dos grandes legados do projeto TOPODATA é a série de cartas topográficas referentes ao território nacional.
Além disso, a partir do INPE é possível baixar imagens SRTM de qualquer lugar do território brasileiro. para isso é só acessar este link.
Também é possível baixar diferentes informações. Leia este PDF produzido pelo laboratório de geotecnologias da UPM caso deseje saber mais a respeito.
Aplicações dos dados obtidos com as missões ASTER E SRTM
Os dados obtidos com as missões ASTER e SRTM e seus respectivos modelos digitais de elevação servem para diferentes finalidades.
Como exemplos de aplicações temos:
- Planejamento do uso do espaço agrícola;
- Manejo de bacias hidrográficas;
- Gestão ambiental;
- Zoneamentos ecológicos e;
- Programas de conservação de florestas e de solo.
Lembrando que eu também possuo uma série de cursos e de livros práticos.
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É isso por este artigo. Gratidão por você ter lido o mesmo. 🙏
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Módulo 9: layout de mapas – criando um mapa de bacias e sub bacias hidrográficas
Módulo 10: delimitação de bacias hidrográficas
Módulo 11: demarcação urbanística no QGIS
Módulo 12: mapa de classes de declividade (com MDE – Alos Palsar)
Módulo 13: mapa de prospecção de áreas para instalação de usinas solares fotovoltaicas
Módulo 14: elaborar mapa de classes de solo
Módulo 15: elaborar mapas de classes de fatores limitantes à mecanização agrícola dos solos
