Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-06-08T12:44:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1636105 bytes, checksum: fe486462f6641f82f1364d701c258bd6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T12:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1636105 bytes, checksum: fe486462f6641f82f1364d701c258bd6 (MD5) Previous issue date: 2017-12-19 / Dentre as técnicas utilizadas na aquisição de dados destacam-se os levantamentos com Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) e levantamentos de posicionamento relativo em tempo real (RTK – Real Time Kinematic). O uso dessas duas tecnologias é de grande interesse na geração de Modelos Digitais de Elevação (MDE) pela praticidade e facilidade de aquisição de dados. O objetivo do estudo é avaliar a qualidade dos MDEs gerados com base nos dados de VANT e GNSS RTK, bem como propor e avaliar a integração de tais dados, visando o refinamento do MDE. A avaliação foi realizada através de coleta de dados com Estação Total e receptor GNSS RTK em uma área pertencente a Universidade Federal de Viçosa localizada na cidade de Viçosa-MG. O Modelo Digital de Superfície (MDS) foi filtrado utilizando o software LAStools para geração do MDE. Os dados de VANT foram refinados a partir dos dados de receptor GNSS RTK na tentativa de melhorar sua qualidade cartográfica. Na primeira abordagem foram adicionados pontos de controle obtidos por GNSS RTK nos locais onde foram geradas lacunas de dados pelo processo de filtragem. Já na segunda abordagem foram selecionados pontos de duas formas distintas: direções e malha regular. Após a seleção dos pontos calculou-se a discrepância entre os mesmos e os modelos (MDE e MDS). Assim, os valores das discrepâncias foram interpolados e cada modelo gerado foi subtraído dos modelos originais gerando um novo MDE ou MDS refinado. Todos os modelos foram validados com os pontos obtidos por topografia e classificados de acordo com o padrão de acurácia posicional definido pelo Decreto 89.817 / ET-CQDG. Ao avaliar os modelos gerados constatou-se que a integração dos dados obtidos por VANT com dados obtidos por receptor GNSS RTK apresentou melhoria na qualidade posicional na maioria dos modelos analisados indicando ser uma ferramenta promissora para alcançar modelos de maior qualidade cartográfica ou melhorar modelos já existentes. / Among the techniques used in the data acquisition, we highlight the surveys with Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Real Time Kinematic (RTK) positioning surveys. The use of these two technologies is of great interest in the generation of Digital Elevation Models (DEM) for the convenience and ease of data acquisition. The objective of the study is to evaluate the quality of the DEM generated based on the UAV and GNSS RTK data, as well as to propose and evaluate the integration of such data, aiming the refinement of the DEM. The evaluation was performed through data collection with Total Station and GNSS RTK receiver in an area belonging to the Federal University of Viçosa located in the city of Viçosa-MG. The Digital Surface Model (DSM) was filtered using the LAStools software to generate the DEM. The UAV data were refined from GNSS RTK receiver data in an attempt to improve their cartographic quality. In the first approach were added control points obtained by GNSS RTK in the places where data gaps were generated by the filtering process. In the second approach, points were selected in two different ways: directions and regular mesh. After selecting the points, the discrepancy between them and the models (DEM and DSM) was calculated. Thus, the discrepancy values were interpolated and each generated model was subtracted from the original models generating a new refined DEM or DSM. All models were validated with the points obtained by topography and classified according to the positional accuracy pattern defined by Decree 89.817 / ET-CQDG. When evaluating the generated models it was verified that the integration of the data obtained by UAV with data obtained by GNSS RTK receiver showed improvement in positional quality in most of the analyzed models, indicating that it is a promising tool to reach models of higher cartographic quality or to improve existing models.

Submitted by Romulus Lima (romulus.lima@ufpe.br) on 2015-03-04T18:22:54Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marcondes Marroquim Santiago.pdf: 3489125 bytes, checksum: 72f11a6dd5bdafe0a78d84b7bad260ea (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T18:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marcondes Marroquim Santiago.pdf: 3489125 bytes, checksum: 72f11a6dd5bdafe0a78d84b7bad260ea (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES / Modelo Digital de Elevação (MDE) do ASTER-2 é um modelo obtido a partir de imagens estereoscópicas orbitais que recobre uma área de extensão global, entre as latitudes 83ºN e 83ºS. O United States Geological Survey (UGSS) e o Earth Remote Sensing Data Analysis Center (ERSDAC) desenvolveram estudos sobre a precisão desse modelo, com base no Erro Médio (EM) e no Desvio Padrão ( ) deste erro, chegando a valores diferentes. A declividade é um produto derivado do MDE, obtida por operações de vizinhança sobre ele. Levando-se em consideração a incerteza do MDE ASTER-2, essa pesquisa teve por objetivo analisar e mensurar o efeito da mesma sobre a variável declividade, a partir dos indicadores da USGS e da ERSDAC. Para atender esse objetivo, foi empregado o Método de Simulação Monte Carlo de forma a gerar grades de incertezas altimétricas que deram origem a grades de declividade. Essas grades foram averiguadas em relação ao Coeficiente de Variação (CV), destacando-se as seguintes conclusões: (i) as áreas planas são mais difíceis de serem identificadas pelo MDE ASTER-2; (ii) em função do modelo matemático empregado pelo CV, seu valor tende a aumentar exponencialmente a medida que a média das declividades tende a zero e isso acontece em regiões planas; (iii) o menor valor de declividade que pode ser identificado pelo ASTER-2 é 13.89% com um de nível de confiança de 0,05%. Também foi analisada a estratificação da declividade proposta pela EMBRAPA/IBGE, INCRA e Zoneamento Ecológico Econômico (ZEE). Esses órgãos empregam diferentes pontos de corte para as classes e por isso diferentes realidades foram detectadas. Os mapas se mostraram uma excelente forma de interpretar essas realidades.

A indústria brasileira de fertilizantes encontra-se submetida a um sistema de tributação que pode anular a concorrência do produto nacional em relação ao importado, em função da configuração geográfica da oferta doméstica e do fato do produto importado desfrutar de benefícios tarifários. Tais benéficos são justificados pela grande dependência que a agricultura brasileira tem deste importante insumo e, a localização do consumidor em relação aos principais portos de entrada do produto e da indústria nacional é uma informação estratégica para o mercado e para a viabilidade de projetos de investimentos domésticos. O presente estudo analisou os custos logísticos que incidem sobre os principais fertilizantes importados através da utilização de uma nova metodologia: o uso de um modelo digital de terreno. O modelo foi gerado interpolando-se indicadores de preços construídos a partir das variáveis que atuam na formação dos preços dos fertilizantes importados por meio de três métodos diferentes. O produto do estudo é um modelo digital que descreve o comportamento do preço do fertilizante importado de uma forma contínua sobre a superfície. Este modelo foi usado para analisar a área de abrangência do fertilizante importado de cada um dos principais portos e elaborar simulações a partir da manipulação das variáveis do modelo. / The Brazilian fertilizer industry is subject to a tax system that can cancel the competition of the national product with regard to imported, depending on the geographic configuration of the domestic supply and the fact that the imported products take advantage of tariff benefits. Such benefits are justified by the large dependence of the Brazilian agriculture has this important input. Therefore, the location of the consumer market in relation to the main ports of entry of the input and the domestic industry is a strategic information to the market and the viability of domestic investment projects. This study analyzed the logistics costs imposed on the main imported fertilizers by using a new methodology: the use of a digital terrain model. The model was generated interpolating price indicators constructed from the variables that act in the formation of prices of imported fertilizers by three different methods. The product of the study is a digital model that describes the behavior of the imported fertilizer price in a continuous manner over the surface. This model was used to analyze the coverage area of the imported fertilizer for each of the main ports and prepare simulations from the manipulation of model variables.

Eventos de inundação são fenômenos geralmente associados a eventos de chuvas intensas. Nesses eventos a cobertura de nuvens, normalmente, prejudica o mapeamento com uso de imagens ópticas. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar os resultados de mapeamento de áreas de inundação utilizando imagens SAR e SRTM. Para aplicação dos métodos foram analisadas as áreas de inundação nas cidades de Santa Fe e Parana, na Argentina. Embora a maior inundação registrada tenha sido no ano de 2003, registros de inundação são frequentemente observados nas províncias de Santa Fé e Entre Ríos. Foi utilizado imagens do satélite Sentinel-1, equipado com sensor C-SAR com dupla polarização (VV/VH). As imagens obtidas são do tipo Interferométrico (IW) Ground Range Detected (GRDH) com resolução espacial de 10 m. Foram utilizadas imagens em períodos com e sem eventos de inundação entre 2016 e 2017, calibradas e coregistradas. Sobre as imagens foram aplicadas técnicas de limiarização e de análise temporal para mapear a mancha de inundação. Também foi elaborado mapa a partir do Modelo Digital de Elevação (MDE) utilizando como referência estações de medição de nível da água dos rios. A validação de todos os métodos foi totalmente remota, baseando-se em um mapeamento da inundação de abril de 2003 na cidade de Santa Fe. Além disso, imagens publicadas de eventos de inundação complementaram a validação e foi possível comparar os resultados com uma imagem óptica Landsat – 8 com resolução de 15 m do dia 22 de fevereiro de 2016, quando o nível do rio Paraná estava acima do nível de alerta Os resultados dos três mapeamentos foram somados para formar uma única imagem com a mancha de inundação em comum. Entre as melhores acurácias, o método de análise do MDE atingiu o melhor resultado, 82% da área de inundação, no entanto, considerando os três métodos, a acurácia atinge mais de 91% de precisão. A técnica de limiarização foi mais eficiente em áreas sem alvos verticais, como áreas urbanas por exemplo. O MDE foi eficiente para simular a inundação em todos os alvos, no entanto em modelos de elevação com melhor resolução, o resultado final do mapeamento será mais preciso. A análise temporal mostrou ser uma técnica promissora para mapeamentos de inundação, no entanto um mapa detalhado de uso de solo é fundamental para aprimorar o resultado desta análise. Todos os processos foram feitos remotamente, possibilitando o desenvolvimento no futuro de um sistema automático para detecção de evento de inundação que pode ser aplicado em áreas com características similares. / Flood events usually go hand in hand with intensive rainfall during which clouds compromise any mapping attempts with optical imagery. Thus, this thesis aims at evaluate the results of mapping flood areas using SAR and SRTM images. For this purpose, flood areas in the cities Santa Fe and Parana in Argentina were analyzed. While the worst flood was registered in 2003, flood events frequently occur in both provinces Santa Fé and Entre Ríos. The employed Sentinel-1 satellite carrying a C-SAR sensor with dual polarization (VV/VH) provided interferometric (IW) Ground Range Detected (GRDH) imagery with a spatial resolution of 10 meters. Images from periods with and without flood events between 2016 and 2017 were calibrated and co-registered. Subsequently on the images were applied threshold and time analysis techniques, as well as a Digital Elevation Model (DEM) analysis with data from stations which measure the rivers’ water levels. The validation of all methods was totally remote, based on a flood mapping of April 2003 in the city of Santa Fe. In addition, published images of flood events complemented the validation and it was possible to compare the results with an optical image Landsat - 8 with 15 m resolution of February 22, 2016, when the level of the Paraná River was above the alert level The three maps were summed to form a single image with the flood spot in common. Among the best accuracy, the MDE analysis method achieved the best result, 82% of the flood area, however, considering all three methods, the accuracy reaches more than 91% accuracy. The thresholding technique was more efficient in areas with no vertical targets, such as urban areas. The DEM was efficient to simulate flooding on all targets, however using elevation models with better resolution, the final result of the mapping will be more accurate. The temporal analysis showed to be a promising technique for flood mapping, however a detailed map of land use is fundamental to improve the results of this analysis. All processes were done remotely, allowing the future development of an automatic flood event detection system that can be applied in areas with similar characteristics.

Com o surgimento de novos métodos de extração de dados altimétricos no mercado de geotecnologias a escolha da melhor técnica é um problema que preocupa a maioria dos usuários. Como nenhum dado está isento de erros faz-se necessário propor método que faça uso dessa diversidade de informações minimizando-se o erro. A Colocação por Mínimos Quadrados é uma técnica que permite a integração de dados diferentes em tipo e precisão. Assim, a presente dissertação teve como objetivo a determinação e avaliação de um novo Modelo Digital de Elevação, denominado MDE Híbrido, a partir de dados altimétricos obtidos através de diferentes técnicas: fotogrametria (curvas de nível extraídas de carta 1:50.000), estereoscopia em imagens de um sensor orbital (ASTER) e interferometria de radar (SRTM). Foram selecionadas três áreas no município de Porto Alegre/RS, que apresentam diferentes tipos de relevo: plano, misto e acidentado. Nessas áreas foram obtidos os MDEs a partir de curvas de nível, imagens ASTER e do SRTM com resoluções de 30m, 15m e 90m respectivamente. Uma avaliação pontual foi realizada nos três dados onde pode-se observar que para cada área de estudo um diferente dado apresentou menor Erro Médio Quadrático. Estes três dados foram então integrados utilizando-se a Colocação por Mínimos Quadrados e resolução de 15m. Após avaliação, o MDE Híbrido na Área Plana apresentou acurácia altimétrica igual a 3,493m e na Área Mista o valor de 4,763m o que atende aos requisitos da Classe A do PEC (Padrão de Exatidão Cartográfico) na escala 1:25.000. Já na Área Acidentada o valor encontrado foi de 8,66m atendendo os requisitos da Classe A do PEC na escala 1:50.000. Os resultados práticos alcançados nesta pesquisa mostraram que os dados altimétricos com diferentes resoluções espaciais podem ser integrados, desde que se tenha conhecimento das suas precisões. A resolução espacial de um determinado dado não está relacionada com a precisão deste dado. / With the appearance of new methods of altimetric data extraction, the choice for the best technique is a problem that concerns the majority of users. As no data is error free, it is necessary to propose a methodology that may use this diversity of information as well as minimize errors which arise from each data. The Least-Squares Collocation (CMQ) is a technique that allows the integration of different data according to type and precision. Thus, this paper aimed at determining and evaluating a new Digital Elevation Model called Hybrid MDE, which was obtained through the integration of data from different techniques: Photogrammetry (level curves extracted from maps, Stereoscopy (ASTER) and Interferometry (SRTM). To evaluate the efficiency of this methodology, we selected three areas in the city of Porto Alegre/RS, which showed different types of relief: plain, mixed and rough. In these areas, the MDEs were generated from level curves and ASTER images, which had a resolution of 30 m and 15m respectively; we also included the SRTM data, which show a resolution of 90 m. These three data were then integrated, using the CMQ, and determining a new model with a final resolution of 15 m, which was called Hybrid MDE. Lastly, we realized an evaluation, in which the Hybrid MDE in the Plain Area showed an altimetric accuracy equal to 3,493 m and in the Mixed Area 4, 763, which follows the Class A requisites of the Standard of Cartographic Exactness (PEC) in the scale of 1:25.000. In the Rough Area, the value found was 8, 66 m , following the Class A requisites for PEC in the scale of 1:50.000. The practical results reached in this research show that altimetric data with different spatial resolutions may be integrated, as long as we are aware of its precision.

A modelagem matemática está presente na pratica hidrológica como uma das principais ferramentas utilizadas em projetos de engenharia e avaliações ambientais. Particularmente, os modelos hidrológicos de larga escala têm sido aplicados em avaliações de impactos de mudança da cobertura vegetal e variabilidade climática, e em sistemas de previsão. Entre as limitações destes modelos está a incapacidade de representar o escoamento em áreas muito planas, com extensas áreas inundáveis e efeitos de remanso como nos rios amazônicos. Assim, apresenta-se neste trabalho uma proposta metodológica para simulação hidrológica e hidrodinâmica integrada em grandes bacias. O modelo é baseado no modelo hidrológico MGB-IPH (Collischonn, 2001), no modelo hidrodinâmico 1D IPH-IV (Tucci, 1978) e em procedimentos para extração de parâmetros para o modelo hidrodinâmico principalmente de Modelos Digitais de Elevação (MDEs) a fim de suprir a falta de dados detalhada das calhas fluviais e planícies de inundação. Propõem-se também uma metodologia simplificada para simulação das áreas inundadas. A técnica proposta é na realidade um aperfeiçoamento do modelo MGB-IPH. A metodologia desenvolvida é avaliada através de um estudo de caso na bacia do rio Solimões, que possui cerca de 2.221.990 km2 e é o principal afluente do rio Amazonas. Análises comparativas entre vazões observadas e simuladas em 18 postos fluviométricos mostram a superioridade da metodologia proposta em relação a métodos de propagação de vazões simplificados - representado pelo modelo Muskingum Cunge (MC). Os hidrogramas simulados com o modelo MC são adiantados e com picos erroneamente acentuados. Além disso, conforme a análise dos resultados em 35 postos fluviométricos, o modelo é capaz de fornecer resultados satisfatórios de variação dos níveis d’água. As áreas inundadas simuladas são comparadas com estimativas via sensoriamento remoto de Hess et al (2003) em duas datas distintas, representativas dos períodos de cheia e estiagem e o desempenho do modelo MGB-IPH é satisfatório. Verifica-se que a influência da variação sazonal das áreas alagadas sobre o balanço hídrico não é significativa na bacia do Solimões. Adicionalmente, de acordo com as simulações, o armazenamento na planície de inundação e o termo de pressão são ambos importantes na representação do escoamento nos rios amazônicos visto que parte do armazenamento é devido ao represamento de afluentes de grandes rios. Por fim, o modelo fornece melhores simulações de vazão e resultados adicionais de níveis d’água e áreas inundadas. Assim, espera-se que este possa ser utilizado na representação mais coerente de impactos de mudanças do uso do solo, variabilidade climática e reservatórios, simulação de outros processos como fluxos de sedimentos e qualidade d’água, e em sistemas de previsão hidrológica. / The mathematical modeling is present in the hydrological practice as one of the main tools used in engineering projects and environmental assessments. Particularly, the large scale hydrological models have been applied in land use and climate variability impact assessments and in forecast systems. Among the restrictions of these models is partial representation of the hydrodynamics in rivers with large floodplains, low slope and significant backwater effects, as the Amazon rivers. Considering this, an integrated hydrological e hydrodynamic modeling approach for large watersheds is presented. The model is based on the MGB-IPH hydrological model (Collischonn, 2001), the IPH IV 1D hydrodynamic model (Tucci, 1978) and DEM processing procedures for hydrodynamic model parameters extraction due limited river and floodplain detailed data. It is also proposed a simplified methodology for simulation of the flooded areas. The proposed technique is actually an improvement of the MGB-IPH model. The model is evaluated on a case study in the Solimões river basin (2,221,990 km2), the main tributary of the Amazon River. Analysis of simulated and observed discharge of 18 gauge stations show the superiority of the proposed methodology if compared to simplified flow routing methods - represented by the Muskingum Cunge model (MC). The flood waves simulated with the MC model are advanced and have wrongly pronounced peaks. Through the analysis of simulated and observed water levels in 35 gauge stations, it is shown that the model is able to represent water levels variations. The simulated flooded areas are compared with remote sensing estimates of Hess et al (2003) on two time intervals, representing high and low water periods, and the performance of the MGB-IPH model was satisfactory. It is found that the influence of seasonal variation of the flooded areas on the water balance is not significant on the Solimões river basin. Additionally, according to simulations, both floodplain storage and pressure term are important on the hydrodynamics of the Amazon rivers because part of the storage is due backwater effects and storage on floodplain of the major rivers tributaries. Finally, the model provides improved flow simulations and additional outputs - water levels and flooded areas. Thus, it is expected that it can be used in more consistent representation of land use, climate variability and dam impacts, in simulation of other processes such sediment and water quality, and in hydrological forecasting systems.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-23T17:30:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2134115 bytes, checksum: 7db29fac012c3432c10cf4a61436e711 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T17:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2134115 bytes, checksum: 7db29fac012c3432c10cf4a61436e711 (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho propõe uma análise sobre métodos de amostragem e interpolação para a modelagem do terreno utilizando dados oriundos de levantamento Laser Scanner terrestre. Esta análise é fundamentada na proposta de se obter um Modelo Digital de Elevação (MDE) capaz de representar o terreno de forma mais fidedigna possível. A problemática consiste na manipulação da nuvem de pontos coletada no levantamento dos dados com esta tecnologia, a qual possui uma densa quantidade de pontos constituída por coordenadas tridimensionais requerendo uma grande demanda de recursos computacionais. Dessa forma, propõe-se nesta pesquisa avaliar diferentes tipos de amostragens da nuvem de pontos, a fim de encontrar uma amostra de tamanho ideal que seja capaz de representar o fenômeno de forma mais fidedigna possível. Bem como aplicar aos conjuntos amostrais, diferentes interpoladores e analisar a influência dos métodos de interpolação, para se obter resultados capazes de modelar o terreno com eficiência. Propõe-se ainda, para análise da eficiência avaliar a acurácia posicional de acordo com o padrão ET-CQDG e Decreto-lei n° 89.817/1984, dos MDEs gerados em relação à um MDE de referência obtido a partir do conjunto de dados originais (58 mil pontos) levantados em campo em uma área de 0,97 ha. Dentre as amostragens Aleatória, Sistemática Quadrada, Sistemática Triangular e Sistemática Hexagonal para os dados utilizados, o melhor grid amostral foi o sistemático hexagonal, apresentando valores de RMS inferiores aos demais. Quanto as análises relacionadas a qualidade cartográfica dos interpoladores IDW, Spline, TIN, Vizinho Natural e Krigagem, os melhores interpoladores apontados pelos resultados foram TIN e Vizinho Natural que possuíram resultados idênticos e Krigagem que classificou diferentemente a amostragem Sistemática Hexagonal com 250 pontos dos demais. Em relação ao número de amostragem, os resultados mostraram que MDE’s com classificações na escala 1:1.000 – Classe A, foram gerados, com até 250 pontos, em alguns casos. Nesse sentido o esforço computacional entre amostras de 250 pontos e 3 mil pontos é razoavelmente o mesmo, quando comparado às amostras de 50 mil e 30 mil pontos, portanto, para esta área de estudo, é melhor utilizar de amostragens com redução de 94% do que amostras com redução de 99% visto que ambas resultaram em MDE’s de boa qualidade. / The present work proposes an analysis on sampling and interpolation methods for the terrain modeling using data from a Terrain Laser Scanner survey. This analysis is based on the proposal to obtain a Digital Elevation Model (DEM) capable of representing the terrain in the most reliable way possible. The problematic is the manipulation of the cloud of points collected in the data collection with this technology, which has a dense number of points consisting of three-dimensional coordinates requiring a great demand of computational resources. Thus, it is proposed in this research to evaluate different types of samplings of the cloud of points, in order to find a sample of ideal size that is able to represent the phenomenon in the most reliable way possible. As well as applying to the sample sets, different interpolators and to analyze the influence of the interpolation methods, to obtain results capable of modeling the terrain with efficiency. It is also proposed, for efficiency analysis, to evaluate the positional accuracy according to the ET- CQDG standard and Decree-Law no. 89.817 / 1984, of the DEMs generated in relation to a reference DEM obtained from the original data set (58 thousand points) raised in the field in an area of 0.97 ha. Among the Random, Square Systematics, Triangular Systematics and Hexagonal Systematics samplings, for the data used, the best sampling grid was the systematic hexagonal, presenting lower MSE values than the others. As for the analyzes related to the cartographic quality of the IDW, Spline, TIN, Natural Neighbor and Kriging interpolators, the best interpolators indicated by the results were TIN and Neighbor Natural that had identical results and Kriging that classified differently the Hexagonal Systematic sampling with 250 points of the others. Regarding the number of samples, the results showed that DEMs with 1:1,000 - Class A classifications were generated, with up to 250 points, in some cases. In this sense, the computational effort between samples of 250 points and 3,000 points is reasonably the same, when compared to samples of 50,000 and 30,000 points, therefore, for this area of study, it is better to use samples with a 94% reduction than samples with a 99% reduction since both resulted in good quality DEMs.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-07-01T11:04:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6147306 bytes, checksum: d070921db9c296e31df3360fa19389f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-01T11:04:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6147306 bytes, checksum: d070921db9c296e31df3360fa19389f6 (MD5) Previous issue date: 2005-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A crescente importância das variáveis meteorológicas para a estimativa de produtividade e também a carência de trabalhos científicos relacionados à espacialização de variáveis meteorológicas, mostrou a necessidade da realização de estudos que auxiliem na compreensão da climatologia local e suas aplicações. Desta forma, este trabalho tem como objetivo testar e validar o desempenho de uma metodologia para espacialização das variáveis meteorológicas: temperatura do ar, precipitação pluvial, umidade do ar e velocidade do vento para uma área de relevo ondulado. O estudo foi realizado em um polígono regional que contém parte da bacia do Rio Doce localizada na região do Vale do Rio Doce, Estado de Minas Gerais, com coordenadas geográficas entre os paralelos 18° 26’ e 20° 18’ de latitude Sul e entre os meridianos 42° 8’ e 43° 35’ de longitude Oeste, com uma área de 41.512,5 km2, pertencente à empresa Celulose Nipo-Brasileira S.A. (CENIBRA). O período de estudo foi de junho de 2001 a junho de 2004. Comprovou-se a eficiência do método de espacialização das variáveis temperatura e umidade relativa desenvolvido para o local e período estudado, o qual envolveu as etapas: a) criação de uma grade de dados regulares a partir de dados pontuais irregulares, que amplia a disponibilidade de informações meteorológicas; b) correção do gradiente adiabático seco nos pontos de grade com base no modelo digital de elevação; e c) interpolação destas informações utilizando o método do inverso do quadrado da distância. A espacialização da temperatura e umidade relativa foi independente da influência na sazonalidade, de efeitos latitude e continentalidade nas escalas espaciais e temporais consideradas, com um erro relativo médio de 11,1% e 6,6%, respectivamente. A espacialização da velocidade do vento foi satisfatória nas escalas espacial e temporal, com um erro relativo médio de 27% para a maioria das estações estudadas. A espacialização da precipitação pluvial não foi eficiente para representar as variações espaciais dos mecanismos de formação dos eventos de chuva com um erro relativo médio de 66,5%. / The growing importance of the meteorological variables for the productivity estimate and also the need of scientific works related to the espacialization of meteorological variables, showed the need of the realization of studies to aid in the understanding of the local climatology and their applications. This way, this work has as objective tests and to validate the performance of a methodology for espacialization of the meteorological variables: temperature of the air, pluvial precipitation, humidity of the air and wind speed for an area of wavy relief. The study was accomplished in a regional polygon that it contains part of River Doce basin located in the area of River Doce valley, State of Minas Gerais, with geographical coordinates among the parallel ones 18° 26' and 20° 18' of South latitude and among the meridians 42° 8' and 43° 35' of longitude West, with an area of 41.512,5 km2, belonging to the company Nipo- Brasileira de Cellulose S.A. (CENIBRA). The study period was from June, 2001 to June, 2004. Proven the efficiency of the method of espacialization of the variables temperature and relative humidity developed for the place and studied period, which it involved the stages: a) creation of a grid of regular data starting from irregular punctual data, that it enlarges the readiness of meteorological information; b) correction of the gradient dry adiabatic in the grating points with base in the digital model of elevation; and c) interpolation of these information using the method of the inverse square of the distance. The espacialization of the temperature and relative humidity was independent of the influence in the seasonal, of effects latitude and continentally in the space and temporary scales considered, with a medium relative error of 11,1% and 6,6%, respectively. The espacialization of the wind speed was satisfactory in the space and temporary scales, with a medium relative error of 27,0% for most of the studied stations. The espacialization of the pluvial precipitation was not efficient to represent the space variations of the mechanisms of formation of the rain events presenting a medium relative error of 66,5%.

Eventos de inundação são fenômenos geralmente associados a eventos de chuvas intensas. Nesses eventos a cobertura de nuvens, normalmente, prejudica o mapeamento com uso de imagens ópticas. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar os resultados de mapeamento de áreas de inundação utilizando imagens SAR e SRTM. Para aplicação dos métodos foram analisadas as áreas de inundação nas cidades de Santa Fe e Parana, na Argentina. Embora a maior inundação registrada tenha sido no ano de 2003, registros de inundação são frequentemente observados nas províncias de Santa Fé e Entre Ríos. Foi utilizado imagens do satélite Sentinel-1, equipado com sensor C-SAR com dupla polarização (VV/VH). As imagens obtidas são do tipo Interferométrico (IW) Ground Range Detected (GRDH) com resolução espacial de 10 m. Foram utilizadas imagens em períodos com e sem eventos de inundação entre 2016 e 2017, calibradas e coregistradas. Sobre as imagens foram aplicadas técnicas de limiarização e de análise temporal para mapear a mancha de inundação. Também foi elaborado mapa a partir do Modelo Digital de Elevação (MDE) utilizando como referência estações de medição de nível da água dos rios. A validação de todos os métodos foi totalmente remota, baseando-se em um mapeamento da inundação de abril de 2003 na cidade de Santa Fe. Além disso, imagens publicadas de eventos de inundação complementaram a validação e foi possível comparar os resultados com uma imagem óptica Landsat – 8 com resolução de 15 m do dia 22 de fevereiro de 2016, quando o nível do rio Paraná estava acima do nível de alerta Os resultados dos três mapeamentos foram somados para formar uma única imagem com a mancha de inundação em comum. Entre as melhores acurácias, o método de análise do MDE atingiu o melhor resultado, 82% da área de inundação, no entanto, considerando os três métodos, a acurácia atinge mais de 91% de precisão. A técnica de limiarização foi mais eficiente em áreas sem alvos verticais, como áreas urbanas por exemplo. O MDE foi eficiente para simular a inundação em todos os alvos, no entanto em modelos de elevação com melhor resolução, o resultado final do mapeamento será mais preciso. A análise temporal mostrou ser uma técnica promissora para mapeamentos de inundação, no entanto um mapa detalhado de uso de solo é fundamental para aprimorar o resultado desta análise. Todos os processos foram feitos remotamente, possibilitando o desenvolvimento no futuro de um sistema automático para detecção de evento de inundação que pode ser aplicado em áreas com características similares. / Flood events usually go hand in hand with intensive rainfall during which clouds compromise any mapping attempts with optical imagery. Thus, this thesis aims at evaluate the results of mapping flood areas using SAR and SRTM images. For this purpose, flood areas in the cities Santa Fe and Parana in Argentina were analyzed. While the worst flood was registered in 2003, flood events frequently occur in both provinces Santa Fé and Entre Ríos. The employed Sentinel-1 satellite carrying a C-SAR sensor with dual polarization (VV/VH) provided interferometric (IW) Ground Range Detected (GRDH) imagery with a spatial resolution of 10 meters. Images from periods with and without flood events between 2016 and 2017 were calibrated and co-registered. Subsequently on the images were applied threshold and time analysis techniques, as well as a Digital Elevation Model (DEM) analysis with data from stations which measure the rivers’ water levels. The validation of all methods was totally remote, based on a flood mapping of April 2003 in the city of Santa Fe. In addition, published images of flood events complemented the validation and it was possible to compare the results with an optical image Landsat - 8 with 15 m resolution of February 22, 2016, when the level of the Paraná River was above the alert level The three maps were summed to form a single image with the flood spot in common. Among the best accuracy, the MDE analysis method achieved the best result, 82% of the flood area, however, considering all three methods, the accuracy reaches more than 91% accuracy. The thresholding technique was more efficient in areas with no vertical targets, such as urban areas. The DEM was efficient to simulate flooding on all targets, however using elevation models with better resolution, the final result of the mapping will be more accurate. The temporal analysis showed to be a promising technique for flood mapping, however a detailed map of land use is fundamental to improve the results of this analysis. All processes were done remotely, allowing the future development of an automatic flood event detection system that can be applied in areas with similar characteristics.

Com o surgimento de novos métodos de extração de dados altimétricos no mercado de geotecnologias a escolha da melhor técnica é um problema que preocupa a maioria dos usuários. Como nenhum dado está isento de erros faz-se necessário propor método que faça uso dessa diversidade de informações minimizando-se o erro. A Colocação por Mínimos Quadrados é uma técnica que permite a integração de dados diferentes em tipo e precisão. Assim, a presente dissertação teve como objetivo a determinação e avaliação de um novo Modelo Digital de Elevação, denominado MDE Híbrido, a partir de dados altimétricos obtidos através de diferentes técnicas: fotogrametria (curvas de nível extraídas de carta 1:50.000), estereoscopia em imagens de um sensor orbital (ASTER) e interferometria de radar (SRTM). Foram selecionadas três áreas no município de Porto Alegre/RS, que apresentam diferentes tipos de relevo: plano, misto e acidentado. Nessas áreas foram obtidos os MDEs a partir de curvas de nível, imagens ASTER e do SRTM com resoluções de 30m, 15m e 90m respectivamente. Uma avaliação pontual foi realizada nos três dados onde pode-se observar que para cada área de estudo um diferente dado apresentou menor Erro Médio Quadrático. Estes três dados foram então integrados utilizando-se a Colocação por Mínimos Quadrados e resolução de 15m. Após avaliação, o MDE Híbrido na Área Plana apresentou acurácia altimétrica igual a 3,493m e na Área Mista o valor de 4,763m o que atende aos requisitos da Classe A do PEC (Padrão de Exatidão Cartográfico) na escala 1:25.000. Já na Área Acidentada o valor encontrado foi de 8,66m atendendo os requisitos da Classe A do PEC na escala 1:50.000. Os resultados práticos alcançados nesta pesquisa mostraram que os dados altimétricos com diferentes resoluções espaciais podem ser integrados, desde que se tenha conhecimento das suas precisões. A resolução espacial de um determinado dado não está relacionada com a precisão deste dado. / With the appearance of new methods of altimetric data extraction, the choice for the best technique is a problem that concerns the majority of users. As no data is error free, it is necessary to propose a methodology that may use this diversity of information as well as minimize errors which arise from each data. The Least-Squares Collocation (CMQ) is a technique that allows the integration of different data according to type and precision. Thus, this paper aimed at determining and evaluating a new Digital Elevation Model called Hybrid MDE, which was obtained through the integration of data from different techniques: Photogrammetry (level curves extracted from maps, Stereoscopy (ASTER) and Interferometry (SRTM). To evaluate the efficiency of this methodology, we selected three areas in the city of Porto Alegre/RS, which showed different types of relief: plain, mixed and rough. In these areas, the MDEs were generated from level curves and ASTER images, which had a resolution of 30 m and 15m respectively; we also included the SRTM data, which show a resolution of 90 m. These three data were then integrated, using the CMQ, and determining a new model with a final resolution of 15 m, which was called Hybrid MDE. Lastly, we realized an evaluation, in which the Hybrid MDE in the Plain Area showed an altimetric accuracy equal to 3,493 m and in the Mixed Area 4, 763, which follows the Class A requisites of the Standard of Cartographic Exactness (PEC) in the scale of 1:25.000. In the Rough Area, the value found was 8, 66 m , following the Class A requisites for PEC in the scale of 1:50.000. The practical results reached in this research show that altimetric data with different spatial resolutions may be integrated, as long as we are aware of its precision.