ACURÁCIA VERTICAL DE MODELOS DIGITAIS DE ELEVAÇÃO PRODUZIDOS COM DIFERENTES RESOLUÇÕES ESPACIAIS, ÁREAS DE ABRANGÊNCIA E, PROCESSOS DE GERAÇÃO – CASO DE ESTUDO PARA O ESTADO DO PARANÁ - BR
DOI:
https://doi.org/10.5380/raega.v53i0.80054Palavras-chave:
REQM, RMSE, Qualidade, Distribuição normal de erros altimétricosResumo
Modelos digitais do terreno (MDTs), de superfície (MDSs) ou elevação (MDEs) objetivam representar as elevações de uma determinada região. São gerados a partir de diferentes métodos, distintas resoluções espaciais e áreas de abrangência e seus dados são utilizados em projetos de engenharia e estudos ambientais. Este trabalho analisa a acurácia vertical absoluta, geral e por classes de uso, de cinco MDS/MDTs de acesso e uso gratuitos disponíveis para o estado do Paraná. A pesquisa emprega as metodologias propostas pela American Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ASPRS, 2015) e pela Especificação Técnica para o Controle de Qualidade para Dados Geoespaciais (DSG, 2016). A análise consolidada (global) indicou que o MDS ALOS PALSAR é o mais indicado para projetos a serem desenvolvidos no Paraná que empreguem diferentes classes de uso. Já em áreas de vegetação, os modelos ALOS PALSAR e o MDT LAGEO devem ser priorizados. Para projetos a serem desenvolvidos em áreas abertas e não vegetadas, indica-se o uso do MDS ALOS PALSAR e, em áreas urbanas, recomenda-se o uso do MDS AW3D30. A pesquisa mostrou que a escolha de um modelo em detrimento de outro pode implicar em divergências de acurácia da ordem de até 10m e, que as diferentes classes de uso podem apresentar padrões de qualidade significativamente distintos. Ainda, que modelos regionais construídos a partir de processos de interpolação apresentam potencial para obtenção de resultados superiores aos observados nos modelos globais gratuitos. Por fim, a pesquisa revelou que a maior parte dos valores dos conjuntos de discrepância altimétrica observados não apresentaram distribuição normal, indicando que o parâmetro estatístico percentil 95 proposto pela ASPRS se mostrou mais adequado como indicativo de acurácia.
Referências
ASPRS. ASPRS Positional Accuracy Standards for Digital Geospatial Data. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, v. 81, n. 3, p. 1–26, 2015.
BOULTON, S. J.; STOKES, M. Which DEM is best for analyzing fluvial landscape development in mountainous terrains? Geomorphology, v. 310, 2018.
CASAS, A.; BENITO, G.; THORNDYCRAFT, V. R.; RICO, M. The topographic data source of digital terrain models as a key elemento in the accuracy of hydraulic flood modelling. Earth Surface Processes and Landforms, v. 3, n. 4, p. 444-456, 2006.
COLLINS, S. H. The Ideal Mechanical Parallax for Stereorthophotos. The Canadian Surveyor, 1970.
DOYLE, F.J. Digital terrain models: an overview. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, v.44, n.12, p.1481-1485, 1978.
DSG - DIRETORIA DE SERVIÇO GEOGRÁFICO. NORMA DA ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE DADOS GEOESPACIAIS (ET-CQDG), 1ª ed. 2016, p. 94.
EINEDER, M.; KRIEGER, G.; ROTH, A. First data acquisition and processing concepts for the TanDEM-X mission. In: From Sensors to Imagery. ISPRS Commission I Symposium, [2006-07-03 - 2006-07-06], Paris.
El-SHEIMY, N.; VALEO, C.; HABIB, A. Digital terrain modeling: Acquisition, manipulation and applications. Calgary: Artech House, 2005.
FELGUEIRAS, C.; MARA, G. Modelagem Numérica de Terreno. Introdução à ciência da geoinformação, v. 1, p.1, 2001.
FGDC. Geospatial Positioning Accuracy Standards Part 3 : National Standard for Spatial Data Accuracy. World, p. 28, 1998. Disponível em: <http://www.fgdc.gov/standards/projects/FGDC-standards-projects/accuracy/part3/chapter3>.
FONSECA, B. M.; AUGUSTIN, C. H. R. R. Análise morfométrica de bacias de drenagem e sua relação com a estrutura geológica, Serra do Espinhaço Meridional-MG. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 2, p. 153–172, 2014.
GIROD, L.; NUTH, C.; KÄÄB, A.; MCNABB, R.; GALLAND, O. MMASTER: Improved ASTER DEMs for elevation change monitoring. Remote Sensing, v. 9, n. 7, 2017.
HANIEF, A.; LAURSEN, A. E. Modeling the Natural Drainage Network of the Grand River in Southern Ontario: Agriculture May Increase Total Channel Length of Low-Order Streams. 2019.
HUTCHINSON, M. F. Calculation of hydrologically sound digital elevation models. In: Third International Symposium on Spatial Data Handling at Sydney, Australia, 1988.
IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - Diretoria de Geociências - Coordenação de Geodésia. Reajustamento da Rede Altimétrica com Números Geopotenciais, 2ª ed., 2019.
INCRA - INSTITUTO NACIONAL DE COLONIZAÇÃO E REFORMA AGRÁRIA - Diretoria de Ordenamento da Estrutura Fundiária - Coordenação Geral de Cartografia. Manual Técnico de Posicionamento, 3ª ed, 2013.
LI, Z.; ZHU, Q.; GOLD, C. M. Digital terrain modelling. Principles and methodology. 2005.MCBRATNEY, A. B.; MENDONÇA SANTOS, M. L.; MINASNY, B. On digital soil mapping. [S.l: s.n.], v. 117, 2003.
MELO, O. A. G.; DOUHI, N.; FRANÇA JUNIOR, P.; SANTOS, M. L. Verificação da influência da imposição litoestrutural sobre a drenagem da bacia hidrográfica do Rio Baiano/Assis Chateaubriand - PR a partir da aplicação de variáveis morfométricas. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 03, p. 7–13, 2010.
MOORE I. D.; GRAYSON R. B.; LADSON, A. R. Digital Terrain Modelling: A Review Of Hydrological, Geomorphological, And Biological Applications. Hydrological Processes, v. 5, p. 3-30, 1991.
MONTECINO, H. Proposta de alternativas para conexão dos data verticais brasileiros de Imbituba e Santana. Dissertação (Mestrado em Ciências Geodésicas) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2011.
MUKUL, M., SRIVASTAVA, V. & MUKUL, M, 2015. Analysis of the accuracy of Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) height models using International Global Navigation Satellite System Service (IGS) Network. J Earth Syst Sci 124, 1343–1357 . https://doi.org/10.1007/s12040-015-0597-2
PRIESTNALL, G., JAAFAR, J., DUNCAN, A. Extracting urban features from LiDAR digital surface models. Computers. Environment and Urban Systems, v. 24, n. 2. p. 65-78, 2000.
OUERGHI, S.; ELSHEIKH, R. F. A.; ACHOUR, H.; BOUAZI, S. Evaluation and Validation of Recent Freely-Available ASTER-GDEM V.2, SRTM V.4.1 and the DEM Derived from Topographical Map over SW Grombalia (Test Area) in North East of Tunisia. Journal of Geographic Information System, 2015.
ROKNI, K.; AHMAD, A.; HAZINI, S. Comparative analysis of ASTER DEM, ASTER GDEM, and SRTM DEM based on ground-truth GPS data. Jurnal Teknologi, v. 76, n. 1, p. 97-102, 2015.
SAMPAIO, T. V. M.; BRANDALIZE, M. C. B. Cartografia geral, digital e temática. 1. ed. Curitiba - PR: [s.n.], 2018. Disponível em: <https://books.google.com.br/books?id=NLljDwAAQBAJ>. (Geotecnologias: teoria e prática).
SÀNCHEZ, J. L. C.; DE FREITAS, S. R. C. Estudo do Sistema Vertical de Referência do Equador no Contexto da Unificação do Datum Vertical. Boletim de Ciências Geodésicas, v. 22, n. 2, p. 248–264, 2016.
SANTILLAN, J.R.; MAKINANO-SANTILLAN, M. Vertical accuracy assessment of 30-M resolution ALOS, ASTER, and SRTM global DEMS over Northeastern Mindanao, Philippines. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, v. XLI-B4, pp.149-156, 2016.
SILVEIRA, R.M.P.; SILVEIRA, C.T. Análise comparativa entre modelos digitais de elevação com distintas características de processamento e aquisição. Boletim de Geografia, v. 33, n. especial, p. 106-121, 2015.
SHIMADA, M.; ISOGUCHI, O.; TADONO, T.; ISONO, K. PALSAR Radiometric and Geometric Calibration. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, v. 47, n. 12, p. 3915–3932, 2009.
TADONO, T.; NAGAI, H.; ISHIDA, H.; et al. Generation of the 30 M-MESH global digital surface model by alos prism. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences - ISPRS Archives, v. 41, n. July, p. 157–162, 2016.
TACHIKAWA, T.; HATO, M.; KAKU, M.; IWASAKI, A. Characteristics of ASTER GDEM version 2. International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS). Anais... . p.3657–3660, 2011.
TOUTIN, T. Stereo-mapping with SPOT-P and ERS-1 SAR images. International Journal of Remote Sensing, v.21, n. 8, p. 1657-1674, 2000.
UYSAL, M.; TOPRAK, A. S.; POLAT, N. DEM generation with UAV Photogrammetry and accuracy analysis in Sahitler hill. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation, v. 73, p. 539-543, 2015.
VALERIANO, M. Modelo digital de elevação com dados SRTM disponíveis para a América do Sul. INPE-10550-RPQ/756, p. 72, 2004.
WEIBEL, R.; HELLER, M. Digital terrain modelling. Oxford University Press, 1993.
YAMAZAKI, D.; IKESHIMA, D.; TAWATARI, R.; et al. A high-accuracy map of global terrain elevations. Geophysical Research Letters, v. 44, n. 11, 2017.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Declaro que o ARTIGO submetido é INÉDITO, ORIGINAL e de MINHA RESPONSABILIDADE. Declaro que o artigo não foi submetido ou está em avaliação em outra revista/periódico.
Estou ciente dos itens presentes na LEI Nº 9.610/98 (DIREITOS AUTORAIS) e me responsabilizo por quaisquer problemas relacionados a PLÁGIO.
Estou ciente de que o artigo submetido poderá ser removido da Revista, caso se observe A QUALQUER TEMPO que ele se encontra publicado integralmente ou em parte em outro PERIÓDICO científico.
Declaro, COMO PRIMEIRO AUTOR, que os demais autores do trabalho estão cientes desta submissão e de que NÃO receberão qualquer tipo de remuneração pela divulgação do trabalho.
Como primeiro autor, autorizo, de antemão, a RA’E GA - O Espaço Geográfico em Análise(ISSN 2177-2738), a publicar o artigo, caso aceito.