sid.inpe.br/mtc-m19/2011/05.01.13.51-TDI ˜ AVALIAC¸AO DE ALGORITMOS E MODELOS DIGITAIS ˜ ˜ ´ DE ELEVAC¸AO PARA EXTRAC¸AO AUTOMATICA DA DRENAGEM Darcy Carolina Jim´enez Fern´andez Disserta¸c˜ao de Mestrado do Curso de P´os-Gradua¸c˜ao em Sensoriamento Remoto, orientada pelo Dr. Marcio de Morison Valeriano, aprovada em 30 de maio de 2011. URL do documento original: <http://urlib.net/8JMKD3MGP7W/39K8BSL> INPE S˜ao Jos´e dos Campos 2011 PUBLICADO POR : Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE Gabinete do Diretor (GB) Servi¸co de Informa¸c˜ao e Documenta¸c˜ao (SID) Caixa Postal 515 - CEP 12.245-970 S˜ao Jos´e dos Campos - SP - Brasil Tel.:(012) 3208-6923/6921 Fax: (012) 3208-6919 E-mail: [email protected] CONSELHO DE EDITORAC¸A˜O E PRESERVAC¸A˜O DA PRODUC¸A˜O INTELECTUAL DO INPE (RE/DIR-204): Presidente: Dr. Gerald Jean Francis Banon - Coordena¸c˜ao Observa¸c˜ao da Terra (OBT) Membros: Dra Inez Staciarini Batista - Coordena¸c˜ao Ciˆencias Espaciais e Atmosf´ericas (CEA) Dra Maria do Carmo de Andrade Nono - Conselho de P´os-Gradua¸c˜ao Dra Regina C´elia dos Santos Alval´a - Centro de Ciˆencia do Sistema Terrestre (CST) Marciana Leite Ribeiro - Servi¸co de Informa¸c˜ao e Documenta¸c˜ao (SID) Dr. Ralf Gielow - Centro de Previs˜ao de Tempo e Estudos Clim´aticos (CPT) Dr. Wilson Yamaguti - Coordena¸c˜ao Engenharia e Tecnologia Espacial (ETE) Dr. Hor´acio Hideki Yanasse - Centro de Tecnologias Especiais (CTE) BIBLIOTECA DIGITAL: Dr. Gerald Jean Francis Banon - Coordena¸c˜ao de Observa¸c˜ao da Terra (OBT) Marciana Leite Ribeiro - Servi¸co de Informa¸c˜ao e Documenta¸c˜ao (SID) REVISA˜O E NORMALIZAC¸A˜O DOCUMENTA´RIA: Marciana Leite Ribeiro - Servi¸co de Informa¸c˜ao e Documenta¸c˜ao (SID) Yolanda Ribeiro da Silva Souza - Servi¸co de Informa¸c˜ao e Documenta¸c˜ao (SID) EDITORAC¸A˜O ELETROˆNICA: Viv´eca Sant´Ana Lemos - Servi¸co de Informa¸c˜ao e Documenta¸c˜ao (SID) sid.inpe.br/mtc-m19/2011/05.01.13.51-TDI ˜ AVALIAC¸AO DE ALGORITMOS E MODELOS DIGITAIS ˜ ˜ ´ DE ELEVAC¸AO PARA EXTRAC¸AO AUTOMATICA DA DRENAGEM Darcy Carolina Jim´enez Fern´andez Disserta¸c˜ao de Mestrado do Curso de P´os-Gradua¸c˜ao em Sensoriamento Remoto, orientada pelo Dr. Marcio de Morison Valeriano, aprovada em 30 de maio de 2011. URL do documento original: <http://urlib.net/8JMKD3MGP7W/39K8BSL> INPE S˜ao Jos´e dos Campos 2011 Dados Internacionais de Cataloga¸c˜ao na Publica¸c˜ao (CIP) Jim´enez Fern´andez, Darcy Carolina. J564 Avalia¸c˜ao de algoritmos e modelos digitais de eleva¸c˜ao para extra¸c˜ao autom´atica da drenagem / Darcy Carolina Jim´enez Fer- n´andez. – S˜ao Jos´e dos Campos : INPE, 2011. xx+92 p. ; (sid.inpe.br/mtc-m19/2011/05.01.13.51-TDI) Disserta¸c˜ao(MestradoSensoriamentoRemoto)–InstitutoNa- cional de Pesquisas Espaciais, S˜ao Jos´e dos Campos, 2011. Orientador : Dr. Marcio de Morison Valeriano. 1. Drenagem. 2. Algoritmos de fluxo. 3. Relevo. 4. MDE. 5. A´rea de capta¸c˜ao. I.T´ıtulo. CDU 528.8.04 (811.1) (815.6) Copyright (cid:13)c 2011 do MCT/INPE. Nenhuma parte desta publica¸c˜ao pode ser reproduzida, arma- zenada em um sistema de recupera¸c˜ao, ou transmitida sob qualquer forma ou por qualquer meio, eletrˆonico, mecˆanico, fotogr´afico, reprogr´afico, de microfilmagem ou outros, sem a permiss˜ao es- critadoINPE,comexce¸c˜aodequalquermaterialfornecidoespecificamentecomoprop´ositodeser entrado e executado num sistema computacional, para o uso exclusivo do leitor da obra. Copyright (cid:13)c 2011 by MCT/INPE. 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Ao meu companheiro Hiran Zani quem admiro muito, agradeço a paciência, o apoio e o amor brindado durante esta etapa na minha vida. Ao meu amigo Clódis, obrigada pela ajuda e pela amizade. Agradeço à instituição FONACIT pelo financiamento, Fundación Instituto de Ingenie- ría, especificamente ao Centro de Processamento Digital de Imagens (CPDI), pelo apoio concedido e pela autorização para realização deste curso. v vi RESUMO Esta pesquisa avaliou o processo de extração automática de redes de drenagem de Mo- delos Digitais de Elevação (MDE) em função de diferentes dados, relevos, algoritmos e parâmetros de operação. Dados SRTM, Topodata e GDEM de quatro (4) microbacias de geomorfometrias distintas foram submetidos à extração de redes de drenagem com seis (6) algoritmos de fluxo (D8, Rho8, Dinf, Mf, KRA e DEMON), operados sob diferentes limiares de área de captação. O efeito de cuidados de pré-processamento do MDE tam- bém foi avaliado. Como referência para validação, foram utilizadas duas redes de dre- nagem mapeadas previamente, no Estado de São Paulo, na escala 1:50.000, e outra no interflúvio Madeira-Purus (RO), na escala 1:100.000. Em toda circunstância testada, as redes experimentais e de referência foram sobrepostas para análise visual e controle de sua correspondência, quantificada também com recursos de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) para estimar acertos, erros e questões posicionais. Resultados de aná- lises quantitativas das redes experimentais selecionadas foram comparados aos das refe- rências para uma avaliação funcional das metodologias de extração digital. Entre os principais resultados se obteve: os processos automáticos testados produziram resulta- dos aparentemente adequados para escalas relativamente generalizadas, porém insatisfa- tórios quando observadas em escalas compatíveis com a percepção de feições evidentes dos MDE de origem, necessitando de ajustes por outras metodologias; diferentes de- sempenhos dos algoritmos em cada microbacia; variação na densidade da drenagem com o limiar de área de captação; e, no relevo plano da Amazônia, o baixo desempenho geral das metodologias, exceto quando se aplicaram dados Topodata preparados com filtragem média (3x3). O algoritmo com melhor desempenho na maioria das microbaci- as estudadas aqui foi o DEMON. O estudo dos limiares de área de captação evidenciou a necessidade de tratamento estratificado por áreas com características geomorfométri- cas semelhantes. vii viii
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