Uso de softwares livres de geoprocessamento como ferramentas de suporte a

estudos de traçados rodoviários

Antonio Juliano FazanAnalista em Infraestrutura de Transportes

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

Agenda• Estudos de traçado• Definição• Fatores de influência

• Estudo de caso• GDAL/QGIS• TauDEM

Estudos de traçados• Procedimento realizado para identificar o melhor de uma série

de possíveis caminhos para a implantação de uma obra de engenharia linear (corredor)• Fatores de influência• Ambientais• Socioeconômicos• Operacionais geometria de alinhamento x custo de operação• Financeiros custos de implantação/manutenção• Espaciais

Fatores ambientais• Minimização dos impactos• Evitar transposições/cruzamentos de áreas especiais ou

protegidas por lei• APA/APP• Quilombolas e terras indígenas• Assentamentos• Mineração

Fatores socioeconômicos• Implantação deve atender a interesses sociais e econômicos• Circulação de pessoas e serviços• Transporte de mercadorias• Ligação de áreas estratégicas• Conexão com outras rodovias ou outros modais• Ligação entre cidades de importância regional• Acesso a pontos turísticos

Fatores operacionais e financeiros• Operacionais relativos à geometria do traçado (curvatura,

declividade, categoria de velocidade)• Financeiros relativos aos custos de implantação e

manutenção

• Idealmente o traçado escolhido para implantação deve atender os parâmetros de projeto (operacionais) e minimizar os custos financeiros

Estudos de traçado• É uma atividade interdisciplinar• Dados provenientes de diversas fontes GEOESPACIAIS• MDT• Imagens• Dados vetoriais• Pontos extremos dos alinhamentos• Rede de drenagem (localização de bueiros e pontes)• Padrões de geometria locais• Áreas especiais (a evitar)

Experiências no DNIT• Definição de macro corredores• Etapa preliminar para seleção do corredor principal de implantação• Dados de livre acesso e insumos auxiliares

• Estudos de anteprojeto/projeto executivo• Traçado definido• Dados de alta resolução espacial• MDT e ortoimagens derivados de aerolevantamento ou satélite• Feições vetorizadas/restituídas

Estudos de macrocorredores• Dados de fontes gratuitas ou disponíveis para a administração• SRTM 30m• Landsat 8 (reflectância)• RapidEye (MMA)• Insumos auxiliares• Fontes disponíveis• Delimitação manual• Extração semiautomatizada (GDAL/QGIS, TauDEM)

• Mapa de declividades (SRTM)• Rede de drenagem (SRTM)• Corpos d’água• Áreas vegetadas

L8 reflectância

Corpos d’água (avoid areas)• Criação da máscara de água

• Vetorização da máscara de água

• Eliminação de pixels isolados e feições irrelevantes Limiarização

>> gdal_calc.py –A MOSAIC_LC8_cfmask.tif --calc="127 * ( A == 1 )" --type=Byte \--outfile=MOSAIC_LC8_watermask.tif --NoDataValue=255

>> gdal_polygonize.py MOSAIC_LC8_watermask.tif –f "ESRI Shapefile" waterbodies.shp

Vegetação densa (avoid areas)• Cálculo do NDVI

• Fatiamento do NDVI (máscara)

• Vetorização

• Edição e simplificação Remoção de buracos e áreas irrelevantes (limiar)

>> gdal_calc.py –A MOSAIC_LC8_B4.tif –B MOSAIC_LC8_BAND5.tif --type=Float32 \--calc="numpy.float64( B – A )/( B + A )" --outfile=MOSAIC_LC8_NDVI.tif --NoDataValue=-9999

>> gdal_calc.py –A MOSAIC_LC8_NDVI.tif --calc="127 * ( A >= 0.9 )" --type=Byte \--outfile=NDVI_high.tif --NoDataValue=255

>> gdal_poligonize.py NDVI_high.tif –f "ESRI Shapefile" NDVI_high.shp

Vegetação de densidade média (avoid areas)

• Fatiamento do NDVI (máscara)

• Vetorização

• Edição e simplificação Remoção de buracos e áreas irrelevantes (limiar)

>> gdal_calc.py –A MOSAIC_LC8_NDVI.tif --outfile=NDVI_medium.tif --type=Byte \--calc="127 * numpy.logical_and( A >= 0.8, A < 0.9 )" --NoDataValue=255

>> gdal_poligonize.py NDVI_medium.tif –f "ESRI Shapefile" NDVI_medium.shp

NDVI_medium = NDVI_medium – NDVI_high

Mapa de declividades (padrões locais de geometria)

• Geração do mapa de declividades

• Fatiamento

>> gdaldem slope –p –s 1 SRTM_30m.tif SRTM_30m_Slope_Percent.tif

>> gdal_calc.py –A SRTM_30m_Slope_Percent.tif --outfile=SRTM_30m_HighSlope_Mask.tif \--type=Byte --calc="127 * ( A >= 25 )" --NoDataValue=255

Mapa de declividades (padrões locais de geometria)

• Vetorização

• Edição• Eliminação de buracos e objetos irrelevantes• Buffer• Agregação de polígonos• Edição complementar

>> gdal_polygonize.py –A SRTM_30m_HighSlope_Mask.tif –f "ESRI Shapefile" HighSlope_Areas.shp

Rede de drenagem• Necessária para locação de bueiros e pontes• Extraída usando TauDEM (Terrain Analysis Using Digital

Elevation Models) Toolbox QGIS• Múltiplos algoritmos de análise hidrológica• Combinação de algoritmos em Modelo Gráfico• Vetores dos canais de drenagem

Agradecimentos