AVALIAÇÃO DE MDT NA MODELAGEM DE INSTABILIDADE DE VERTENTES

Tiago D. Martins, Chisato Oka-Fiori, Bianca Carvalho Vieira, Carlos V. M. Bateira, David R. Montgomery

Resumo


Uma parte dos métodos de previsão de escorregamentos na paisagem tem como base principal a topografia, que pode ser gerada sob diferentes formas e ferramentas. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de dois Modelos Digitais de Terreno (MDT’s) baseados nos pontos LiDAR e em curvas de nível em um mapeamento de áreas suscetíveis a escorregamentos rasos. Para avaliar os MDT’s, fez-se uso do modelo em base física SHALSTAB. Os testes foram realizados em uma bacia hidrográfica afetada por escorregamentos rasos deflagrados após intensa precipitação, em março de 2011, na área urbana do município de Antonina (PR), na parte Sul da Serra do Mar. Os dados das propriedades físicas do solo necessários foram obtidos no interior de uma das cicatrizes de escorregamento de 2011. No intuito de avaliar o mapa de suscetibilidade, foram comparados os padrões espaciais das classes de instabilidade previstas pelo SHALSTAB com o mapa de cicatrizes. Dentre os resultados foi verificado que um dos índices de validação apresentou melhor performance do MDT derivado do LiDAR, enquanto que no segundo foi constatado uma reduzida diferença entre os MDT’s, sendo que ambos demostraram uma similar distribuição na frequência de classes.


Palavras-chave


SHALSTAB; LiDAR; Escorregamentos Rasos; Serra do Mar

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ARTIGO AUTORIZAÇÃO

Referências


ACKERMANN, F. Airborne Laser Scanning for Elevation Model. GIM International Journal of Geomatics, Vol 10. P. 24-25. 1996.

ASPRS. American Society for Photogrammetry and Remote Sensing. Superseded ASPRS LAS 1.0 Format Standard, May 9. 2003. Disponível em: < http://www.asprs.org/Committee-General/LASer-LAS-File-Format-Exchange-Activities.html>. Acesso em: 25 de novembro de 2014.

BARBER, C. T.; SHORTRIDGE, A. Lidar elevation data for surface hydrologic modeling: Resolution and representation issues. Cartography and Geographic Information Science, 32(4):401-410.2005. DOI:10.1559/152304005775194692

BATER, W.B.; COOPS, N.C. Evaluating error associated with lidar-derived DEM interpolation. Computer & Geosciences. v. 35. p. 289-300. 2009. DOI: 10.1016/j.cageo.2008.09.001

BAUM, R. L.; COE, J. A.; GODT, J. W.; HARP, E. L.; REID, M. E.; SAVAGE, W. Z.; SHULZ, W. H.; BRIEN, D. L.; CHLEBORAD, A. F.; MACKENNA, J. P.; MICHEL. J. A. Regional Landslide-hazard assessment for Seattle, Washington, USA. Landslides 2: pp. 266-279. 2005.

BECKER, J.H.; CENTENO, J.A.S. Avaliação de Métodos de Filtragem de Nuvem de Pontos Derivados do Sistema Laser Scanner Aerotransportado para Obtenção de MDT. Revista Brasileira de Cartografia, v. 4 N. 65. pp-. 651-659. 2013.

CAVALCANTI, R.C.; TAVARES JUNIOR, J.R.; CANDEIAS, A.L.B. Simulação de Mapeamento de Riscos de Inundações Usando Dados LiDAR: Estudo de Caso da Bacia do Rio Una – PE. Revista Brasileira de Cartografia, n° 65/4: 703-716. 2013.

CHORLEY, R. J. Models in Geomorphology. In: CHORLEY, R.J. e HAGGETT, P. (eds.). Models in Geography. Methuen e Co., Londres.43-96p. 1967.

DIETRICH, W. E.; MONTGOMERY, D. R., SHALSTAB: A Digital Terrain Model for Mapping Shallow Landslide Potential. In: National Council for Air and Stream Improvement, 1998.

ESRI. ArcGis, Spatial Analyst, 3D Analyst. versão 10.3. Environmental Systems Research Institute, 2015.

FLOOD, M.; GUTELIUS, B. Commercial implications of topographic terrain mapping using scanning airborne laser radar. Photogrammetry Engineering and Remote Sensing. LXIII, 327–29; 363–66. 1997.

GAO, J. Identification of Topographic Settings Conductive to Landsliding From Nelson County, Virginia, U.S.A. Earth Surface Processes and Landforms, 579-591. 1993.

GLENN, N.F.; STREUTKER, D.R.; CHADWICK, D.J.; THACKRAY, G.D.; DORSCH, S.J. Analysis of LiDAR-derived topographic information for characterizing and differentiating landslide morphology and activity. Geomorphology, 73. pp 131–148. 2006. DOI:10.1016/j.geomorph.2005.07.006

GUIMARÃES, R. F., D. R. MONTGOMERY, H. M. GREENBERG, N. F. FERNANDES, R. A. T. GOMES; O. A. P. CARVALHO JR. Parameterization of soil properties for a model of topographic controls on shallow landsliding: application to Rio de Janeiro. Engineering Geology, v. 69, p. 99-108, 2003. DOI:10.1016/S0013-7952(02)00263-6

GUO, Q.; LI, W.; YU, H.; ALVAREZ, O. Effects of Topographic Variability and Lidar Sampling Density on Several DEM Interpolation Methods. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. V. 76 (6). P. 1-12. 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.14358/PERS.76.6.701

GUZZETTI, F.; MONDINI, A.C.; CARDINALI, M.; FIORUCCI, F.; SANTANGELO, M.; CHANG, K.T.; Landslide inventory maps: New tools for an old problem. Earth-Science Reviews, 112: 42-66. 2012. DOI:10.1016/j.earscirev.2012.02.001

KILLIAN, J.; HAALA, N.; ENGLICH, M. Capture and Evaluation of Airborne Laser Data. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. 31. N.3. ISPRS, Vienna, Austria. Pp. 383-388. 1996.

KERSTING, A.P.B. Quality Assurance of Multi-Sensor System. 295p. Tese (Doutorado em Engenharia Geomática) – School of Engineering, University of Calgary, 2011.

HOPKINSON, C.; MASAKI HAYASHI, M.; PEDDLE, D. Comparing alpine watershed attributes from LiDAR, Photogrammetric, and Contour-based Digital Elevation Models. Hydrologycal. Process. 23, 451–463. 2009. DOI: 10.1002/hyp.7155

LIU, X. Airborne LiDAR for DEM generation: some critical issues. Progress in Physical Geography, v. 32(1), p. 31-49. 2008. DOI: 10.1177/0309133308089496

LOPES, F.C.A. Avaliação da Influência da Distribuição Espacial da Espessura do Solo e do Nível Freático na Estabilidade de Encosta. 126p. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná, 2013.

MARTINS, T.D.; OKA-FIORI, C.; VIEIRA, B.C. Mapeamento de cicatrizes de escorregamentos utilizando imagem multiespectral. Revista do Departamento de Geografia, v.30. pp. 96-109. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.11606/rdg.v30i0.98779

MARTINS, T.D. Análise de Modelos Digitais de Terreno na Identificação de Áreas Suscetíveis a Escorregamentos Rasos. Tese (Doutorado em Geografia). Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná. 148f. 2016.

MICHEL, G.P.; KOBIYAMA, M.; GOERL, R.F. Comparative analysis of SHALSTAB and SINMAP for landslide susceptibility mapping in the Cunha River basin, southern Brazil. Journal of Soils and Sediments. 2014. DOI 10.1007/s11368-014-0886-4

MINEROPAR. Minerais do Paraná S.A. Avaliação geotécnica de vertentes na área urbana de Antonina. Relatório Técnico. v. 1, e 2. 2013.

MONTGOMERY, D. R.; DIETRICH, W. E. A physically based model for the topographic control on shallow landsliding. Water Resources Research, v30: 153-1171. 1994.

MONTGOMERY, D. R., SULLIVAN, K.; GREENBERG, M. H. Regional Test of a Model for Shallow Landsliding. Hydrological Process, v. 12. p.943-955. 1998.

OKA-FIORI; SANTOS, L.J.C.; CANALI, N. E.; FIORI, A.P.; SILVEIRA, C.T.; SILVA, J.M.F.; ROSS, J.L.S. Atlas Geomorfológico do Estado do Paraná: escala base 1:250.000, modelos reduzidos 1:500.000. Minerais do Paraná – MINEROPAR, Curitiba, 59 p. 2006.

PMA. Prefeitura Municipal de Antonina. Plano Diretor Municipal. 2007.

RAZAK, K.A.; SANTANGELO, M.; VAN WESTEN, C.J.; STRAATSMA, M.W.; JONG, S.M. Generating an optimal DTM from airborne laser scanning data for landslide mapping in a tropical forest environment. Geomorphology, 190. pp 112–125. 2013. DOI:10.1016/j.geomorph.2013.02.021

SANTOS, L. J. C.; OKA-FIORI, C.; CANALI N E, FIORI A P, SILVEIRA, C. T.; SILVA, J. M. F.; ROSS, J. L. S.; Mapeamento Geomorfológico do Estado do Paraná. Revista Brasileira de Geomorfologia, v.7, n.2, p. 3-11, 2006.

SCHULZ, W.H. Landslides mapped using LIDAR imagery, Seattle, Washington. U.S. Geological Survey Open-File Report 2004-1396. 11p. 2004.

SCHULZ, W.H. Landslide susceptibility revealed by LIDAR imagery and historical records, Seattle, Washington. Engineering Geology, n 89. p. 67–87. 2007. DOI:10.1016/j.enggeo.2006.09.019

TOPODATA. Banco de Dados Geomorfométricos do Brasil. Disponível em: http://www.dsr.inpe.br/topodata/. Acesso em: Janeiro de 2015.

VIEIRA, B.C.; RAMOS, H. Aplicação do Modelo SHALSTAB para Mapeamento da Suscetibilidade a Escorregamentos Rasos em Caraguatatuba, Serra do Mar (SP). Revista do Departamento de Geografia, v29, p. 161-174. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.11606/rdg.v29i0.102087

ZAIDAN, R.T.; FERNANDES, N.F. Zoneamento de Suscetibilidade a Escorregamentos Rasos em Encostas Aplicado à Bacia de Drenagem Urbana do Córrego do Independência – Juiz de Fora (MG). Revista Brasileira de Geomorfologia, v.10, nº 2, p. 57-76. 2009.




DOI: http://dx.doi.org/10.5380/raega.v41i0.47607

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