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MODELAGEM DE SUPERFÍCIES

Prof. Dr. Cristiano Zerbato

Introdução

• MODELO DIGITAL DO TERRENO:

• DTM - DIGITAL TERRAIN MODEL: Termointroduzido 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

• MODELO DIGITAL DE SUPERFÍCIE - MDS

Introdução

• O modelo digital de superfície (MDS) é umarepresentação estatística da superfíciecontínua do terreno, por meio de um grandenúmero de pontos selecionados, comcoordenadas X, Y, Z conhecidas, em umsistema de coordenadas.

• X e Y Coordenadas

• Z Atributo

Z = f (X,Y)

Introdução

• Dentre alguns usos do MDS pode-se citar:

a) Armazenamento de dados de altimetria paragerar mapas topográficos;

b) Geração de isolinhas (curvas de nível);

c) Elaboração de mapas de declividade eexposição para apoio a análise de geomorfologiae erodibilidade;

d) Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas;

e) Mapeamento de atributos.

Etapas de Geração

• Aquisição dos dados

• Interpolação

• Geração de produtos

3 ETAPAS:

Etapas de Geração

Relevo (Topografia) A.P.

Aquisição de dados

Interpolação

Geração de produtos

Aleatório

Mapa de aplicaçãoPlanta planialtimétrica

(curvas de nível)

Inverso do quadrado da distância

Triangulação

Malha Regular “Grid”



• 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

AQUISIÇÃO DOS DADOS

10


Cartas Existentes

1:10.000


Fonte: Prof. Dr. David L. Rosalen

Resolução 3D:

Horizontal 15m

Vertical 10m


SENSORIAMENTO REMOTO ORBITAL




SENSORIAMENTO REMOTO AÉREO

Fotogrametria



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)




CONVENCIONAL + GNSS




• Levantamentos de Campo

– Levantamentos de pontos coletados

• Malhas regulares (Grid)

• Irregular

16

Malha Regular (Grid)

(Método utilizado na AP)



Coleta de dados

“Aleatório”

17




• 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:– Matas, lagos, represas e construções


Coleta de dados => Topografia => Linhas CaracterísticasA

QU

IS

IÇ

ÃO

DO

S D

AD

OS



• Deve-se considerar a quantidade e também oposicionamento das amostras em relação aocomportamento do fenômeno:

– Uma superamostragem de altimetria numa regiãoplana = redundância de informação

– Poucos pontos em uma região de relevomovimentado = escassez de informações.


Interpolação

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

• Interpolação: qualquer processo de obtenção dos valores de umafunção dentro de um intervalo mediante o conhecimento de seucomportamento dentro desse intervalo.

• Extrapolação: qualquer processo de obtenção dos valores de umafunção fora de um intervalo, mediante o conhecimento de seucomportamento dentro desse intervalo.

*

Interpolação

• TIPOS DE MAPAS

• Mapas temáticos sem gradientes– Valores médios

– Representados por polígonos

• Mapas temáticos com gradientes– Valores contínuos

– Representados por isolinhas

INTERPOLAÇÃOM

APAS S

EM

GRAD

IEN

TES


Prof. Dr. David L. Rosalen26

INTERPOLAÇÃOM

APAS S

EM

GRAD

IEN

TES



INTERPOLAÇÃOM

APAS C

OM

GRAD

IEN

TES



INTERPOLAÇÃOM

APAS C

OM

GRAD

IEN

TES


Interpoladores

• Vizinho mais próximo

• Média simples

• Inverso da distância

• Inverso da distância ao quadrado

• Superfície de tendência

• Triangulação

• Krigagem

• Outros*

SoftwaresSURFER 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-químicasdo solo)

– Mapas de produtividade

– Mapas de aplicação a taxa variável


PRODUTOS

Produtos (Topo)

113.0 112.8 112.6 112.4 112.2 112.0

Longitude

36.0

36.2

36.4

36.6

36.8

37.0L

ati

tud

e

Grand Canyon, U.S.A.

400

880

1360

1840

2320

2800

Ele

vati

on

Produtos - Topo

Produtos - Topo

Visualização 3D


PRODUTOS – A.P.

Índice de Vegetação - NDVI


Índice de Vegetação - NDVI

PRODUTOS – A.P.

-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


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