ANÁLISE DE DIFERENTES MDE NO CALCULO DE ÁREA DE DRENAGEM E PERÍMETRO DE ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS NA SUB-BACIA 76 Amália Koefender1,2 & Francisco F. N. Marcuzzo1 1CPRM/SGB – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais / Serviço Geológico do Brasil - Porto Alegre/RS 2IPH/UFRGS – Instituto de Pesquisas Hidráulicas / Universidade Federal do Rio Grande do Sul Introdução Resultados Atualmente existe uma boa variedade de fontes de dados altimétricos As áreas de drenagem de cada uma das estações do local de estudo disponíveis de áreas no formato de imagens e por isso a escolha do foram calculadas e apresentadas na Tabela 1, junto com os valores modelo mais adequado se torna uma etapa muito importante de divulgados pela ANA e os diferentes valores de perímetro encontrados qualquer estudo ou projeto envolvendo Modelos Digitais de Elevação. para as áreas de drenagem. As menores diferenças foram da ordem de 0,01%, enquanto a maior Objetivo diferença chegou a 169%. As grandes diferenças encontradas entre as O objetivo deste trabalho é estudar a delimitação automática das áreas áreas de drenagem calculadas com os diferentes MDE são devidos a de drenagem de estações fluviométricas com medição de descarga erros apresentados na manipulação dos MDE. Estas discrepâncias líquida (FD) e estações linimétricas (F), na bacia do rio Ibicuí (76), apareceram somente nas áreas mais elevadas e planas do terreno, empregando os MDE ASTER-GDEM (30m), TOPODATA (30m), e SRTM enquanto nas áreas com maior declividade e menor altitude a (30m), comparando-os com os dados da ANA e com MDE gerado de manipulação dos MDE apresentou resultados muito coerentes e Hasenack e Weber (2010). precisos. Material e Métodos Tanto os cálculos da área de drenagem quanto os cálculos de seus perímetros obtiveram menor índice de diferença com relação ao MDE de Situada na porção oeste do estado do Rio Grande do Sul, a sub-bacia 76 Hasenack e Weber (2010) no MDE Topodata, em seguida SRTM30 e por (Figura 1) divide-se em nove sub-bacias de acordo com o método de ultimo ASTER. Em comparação com os dados da ANA, as menores Otto Pfafstetter (PFAFSTETTER, 1989) de divisão de sub-bacias. A sub- diferenças foram encontradas nos valores calculados com base no MDE bacia 76 é contribuinte da bacia do Rio Uruguai nas coordenadas de Hasenack e Weber (2010), seguidas pelo SRTM30, o Topodata e por 29°25'18,46"S e 56°46'38,87"O. ultimo o modelo ASTER. Não foram computadas as diferenças apresentadas na estação 76030000 – Parada Chagas RL 1, devido a problemas no posicionamento da estação em relação à hidrografia gerada em cada um dos MDE. Tabela 1. Comparação da área de drenagem e perímetro das estações F e FD na sub-bacia 76 (rio Ibicuí, região Oeste do Rio Grande do Sul). Área (km²) Perímetro (km) Estações Tipo ANA HW ASTER TOPO SRTM30 HW ASTER TOPO SRTM30 76030000 F* 105 772,31 20,24 18,38 769,06 252,43 38,83 29,27 232,32 76050000 F 1210 1077 1150,97 1076,15 1092,4 342,58 335,81 318,57 327,05 76070000 F 864 770,33 1030,48 491,86 358,33 208,52 151,15 121,89 99,5 76240000 F - 1945,18 1915,76 1941,24 631,32 349,08 384,66 344,47 192,49 76250500 F - 1945,51 1924,29 1942,41 635,73 351,15 389,43 347,24 198,63 76290000 F - 4082,26 4255,18 4154,58 4148,79 456,71 610,91 483,23 510,88 76299000 F 6000 5443,17 5593,16 5493,13 5495,26 578,29 724,61 580,36 618,88 76310005 F 12100 11045,52 11348,52 11192,35 11092,8 773,36 913,49 791,02 807,73 76360000 F 1290 1135,88 1115,73 1124,59 1152,99 278,81 329,68 296,04 324,73 76390000 F 758 698,82 692,2 693,46 695,66 208,7 239,63 213,31 223,3 76420000 F 686 83,43 9,7 9,32 45,24 62,1 13,57 16,25 38,96 76421010 F 1410 1270,64 82,52 341,79 250,36 239,24 49,02 105,14 83,19 76421020 F 1690 1518,8 1016,43 858,22 548,07 267,19 168,26 161,65 127,06 76430000 F 1810 1628,06 1087,88 911,69 601,26 280,63 174,24 163,67 162,58 76555000 F 507 458,65 459,22 464,69 465,67 172,08 184,65 169,11 182,03 76628000 F 1560 343,52 347,91 345,28 344,02 123,53 145,88 131,63 142,8 76630000 F 1560 1417,67 1539,42 1462,86 1433,36 261,35 276,73 250,02 250,77 76740000 F 1430 1310,9 1310,58 1310,06 1311,07 330,09 357,78 339,06 364,06 76745000 F 59 52,84 49,26 49,32 52,76 47,79 52,28 46,09 51,74 76749000 F 5860 58,57 41,16 58,02 56,37 44,62 55,96 49,37 53,35 76755000 F 69 58,57 41,16 58,02 56,37 44,62 55,96 49,37 53,35 76800001 F 42500 38642,53 40983,3 38075,46 37029,18 1635,55 1807,86 1574,14 1619,71 76980000 F 47100 42612,9 45150,49 42200,77 41159,86 1764,57 1983,81 1730,48 1811,2 76077000 FD 864 770,29 1030,48 491,86 358,33 208,52 151,15 121,89 99,5 Figura 1. Localização da sub-bacia 76 e suas sub-bacias Ottocodificadas. 76081000 FD 577 529,58 57,08 44,59 59,68 170,53 47,81 35,38 44,64 76085000 FD 1540 1393,28 3760,37 1117,4 730,62 249,52 364,08 161,37 136,19 Diferentes modelos digitais de elevação foram utilizados na 76100000 FD 2790 2531,51 5019,09 2480,39 1937,17 349,35 442,47 269,95 244,09 76120000 FD 3050 2789,49 5180,09 2750,13 2104,49 397,88 485,29 315 284,1 determinação das áreas de drenagem: SRTM30, ASTER GDEM e 76200000 FD 5620 5135,55 7666,82 5103,97 4543,91 604,02 749,03 545,31 539,37 TOPODATA. Os resultados obtidos foram então comparados com o 76250000 FD 456 1945,49 1923,64 1941,68 632,37 350 387,82 345,76 195,5 76251000 FD 462 1945,52 1926,49 1942,9 641,35 352,29 389,84 350,3 198,18 Modelo Digital de Elevação desenvolvido a partir da base cartográfica 76260000 FD 576 523,73 300,67 250,18 259,04 166,13 125,51 113,68 119,63 76300000 FD 6010 5448,22 5601,56 5506,68 5505,09 582,34 720,33 576,62 626,4 vetorial contínua do Rio Grande do Sul na escala 1:50.000 de Hasenack 76310000 FD 12100 11059,77 11356,7 11194,41 11095,09 778,22 915,61 791,2 812,73 e Weber (2010). Esta base vetorial foi elaborada a partir de cartas do 76360001 FD 1230 1097,23 1110,8 1110,96 1110,84 270,29 328,27 294,46 310,41 76370000 FD 1220 1097,35 1111,05 1110,97 1111,17 270,86 327,51 295,38 310,9 exército e disponibilizada pelo Laboratório de Geoprocessamento da 76380000 FD 1810 1631,59 1651,21 1644,22 1653,25 335,14 415,28 366,36 387,31 UFRGS, tendo como sistema de referência o Datum SIRGAS2000. Os 76395000 FD 473 494,82 471,52 485,17 417,94 189,86 151,9 148,94 142,26 76400000 FD 21600 19648,39 22527,47 19781,94 19118,93 1398,83 1700,75 1365,67 1373,46 valores de áreas de drenagem para as estações, disponibilizados pela 76421000 FD 1420 1272 82,87 342,88 251,23 240,39 49,81 106,52 83,63 76431000 FD 1830 1647,99 1108,26 931,08 628,43 284,15 174,37 167,41 169,65 ANA, também foram considerados. 76440000 FD 2320 2096,39 1524,87 1351,24 1028,59 357,75 247,18 238,45 222,12 O Modelo SRTM 1 Arc-Second Global tem resolução em torno de 30 76460000 FD 926 834,06 861,61 663,59 587,19 209,9 164,51 139,83 131,53 76470000 FD 1300 1138,31 1155,59 1122,61 1073,03 262,65 196 189,29 185,81 metros (EARTH EXPLORER, 2014) e foi obtido em uma missão de 76490000 FD 4600 4183,51 3599,39 3425,4 3073,31 544,47 392,25 368,32 373,72 aquisição de dados de um ônibus espacial da NASA (Shuttle Radar 76500000 FD 27800 25265,22 27300,15 24695,01 23676,68 1494,48 1666,99 1413,33 1426,59 76550000 FD 377 342,34 339,33 345,67 349,01 130,49 137,37 128,93 133,96 Topography Mission). Este modelo de elevação é disponibilizado pelo 76560000 FD 29400 26663,09 28991,46 26071,76 25043,12 1533,51 1720,26 1436,82 1468,69 76600000 FD 31000 28197,84 30528,69 27612,01 26587,16 1616,33 1822,47 1523,8 1577,56 USGS. O MDE ASTER GDEM também possui resolução de 76650000 FD 2560 2320,73 2444,72 2369,03 2337,16 370,72 414,27 372,06 375,72 aproximadamente 30m e foi disponibilizado gratuitamente por parceria 76700000 FD 3200 2917,95 2831,62 2883,57 2894,97 417,65 430,61 401,07 422,41 76742000 FD 1160 1059,48 1059,59 1060,17 1060,29 262,22 286,66 269,04 280,42 entre a NASA e o Ministério de Economia, Comércio e Indústria do 76750000 FD 5940 5419,8 5303,55 5383,06 5393,1 527,36 571,01 527,86 548,52 Japão (METI). O MDE TOPODATA foi elaborado a partir do método de 76800000 FD 42500 38643,41 40979 38080,7 37029,49 1636 1808,17 1572,44 1621,6 krigagem através do tratamento das imagens SRTM com resolução espacial aproximada de 90 metros. O modelo foi então refinado e é Considerações Finais disponibilizado com resolução de 30m pelo INPE. Considerando a delimitação automática das áreas de drenagem das Para geração das linhas de drenagem e subsequente delimitação das estações fluviométricas da sub-bacia 76, executada com base em áreas de drenagem de cada estação automaticamente foi utilizado o diferentes MDE, verificou-se que os modelos digitais de elevação obtidos programa ArcGIS 10.3 (ESRI, 2015) e sua ferramenta ArcHydro. por sensores remotos podem gerar resultados consistentes. Apesar dos A localização e outros dados referentes às estações fluviométricas resultados muito satisfatórios em grande parte das áreas de drenagem existentes na sub-bacia 76 foram encontradas no inventário da ANA, que geradas no estudo, alerta-se que as áreas mais planas e cabeceiras de contém todas as estações cadastradas no Banco de Dados Corporativos bacias devem receber maior atenção. A utilização de MDE interpolados da ANA, com informações de bacia, sub-bacia, entidades e provenientes de curvas de nível pode ser uma boa opção para a verificação características das estações. O inventário de estação da Rede dos resultados. Hidrometeorológica Nacional é atualizado periodicamente e para este estudo foi utilizado o inventário de 29 de maio de 2015.