A new method to estimate the infilling of alluvial sediment of glacial valleys using a sloping local base level

A new method is used to estimate the volumes of sediments of glacial valleys. This method is based on the concept of sloping local base level and requires only a digital terrain model and the limits of the alluvial valleys as input data. The bedrock surface of the glacial valley is estimated by a progressive excavation of the digital elevation model (DEM) of the filled valley area. This is performed using an iterative routine that replaces the altitude of a point of the DEM by the mean value of its neighbors minus a fixed value. The result is a curved surface, quadratic in 2D. The bedrock surface of the Rhone Valley in Switzerland was estimated by this method using the free digital terrain model Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) (~92 m resolution). The results obtained are in good agreement with the previous estimations based on seismic profiles and gravimetric modeling, with the exceptions of some particular locations. The results from the present method and those from the seismic interpretation are slightly different from the results of the gravimetric data. This discrepancy may result from the presence of large buried landslides in the bottom of the Rhone Valley.

Estudo da dinâmica espaço-temporal do bioma Pantanal por meio de imagens MODIS

O objetivo deste trabalho foi avaliar dados multitemporais, obtidos pelo sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (MODIS), para o estudo da dinâmica espaço-temporal de duas sub-regiões do bioma Pantanal. Foram utilizadas 139 imagens "enhanced vegetation index" (EVI), do produto MOD13 "vegetation index", dados de altimetria oriundos do "shuttle radar topography mission" (SRTM) e dados de precipitação do "tropical rainfall measuring mission" (TRMM). Para a redução da dimensionalidade dos dados, as imagens MODIS-EVI foram amostradas com base nas curvas de nível espaçadas em 10 m. Foram aplicadas as técnicas de análise de autocorrelação e análise de agrupamentos aos dados das amostras, e a análise de componentes principais na área total da imagem. Houve dependência tanto temporal quanto espacial da resposta espectral com a precipitação. A análise de agrupamentos apontou a presença de dois grupos, o que indicou a necessidade da análise completa da área. A análise de componentes principais permitiu diferenciar quatro comportamentos distintos: as áreas permanentemente alagadas; as áreas não inundáveis, compostas por vegetação; as áreas inundáveis com maior resposta de vegetação; e áreas com vegetação ripária.

Modelos de elevação para obtenção de atributos topográficos utilizados em mapeamento digital de solos

O objetivo deste trabalho foi avaliar modelos digitais de elevação (MDE), obtidos por diferentes fontes de dados, e selecionar um deles para derivar variáveis morfométricas utilizadas em mapeamento digital de solos. O trabalho foi realizado na Bacia Guapi‑Macacu, RJ. Os dados primários utilizados nos modelos gerados por interpolação (MDE‑carta e MDE‑híbrido) foram: curvas de nível, drenagem, pontos cotados e dados de sensor remoto transformados em pontos. Utilizaram-se, na comparação, modelos obtidos por sensor remoto e por aerorrestituição (MDE SRTM e MDE IBGE). Todos os modelos apresentaram resolução espacial de 30 m. A avaliação dos modelos de elevação foi baseada na análise de: atributos derivados (declividade, aspecto e curvatura); depressões espúrias; comparação entre feições derivadas a partir dos modelos e as originais, oriundas de cartas planialtimétricas; e análise das bacias de contribuição derivadas. O modelo digital de elevação híbrido apresenta qualidade superior à dos demais modelos.

O desafio da delimitação de áreas de preservação permanente

A demarcação das áreas de proteção no topo de morros e ao longo dos divisores d'água é um processo complexo, dificultando a fiscalização e, por conseguinte, o fiel cumprimento da legislação. Como alternativa aos métodos tradicionalmente utilizados - mapas topográficos, levantamentos de campo e uso dos restituidores - na execução dessa tarefa, apresenta-se uma nova metodologia, alicerçada na modelagem numérica do relevo e implementada em um sistema de informações geográficas. O processo é todo automatizado e alicerça-se em um conceito relativamente novo de modelos digitais de elevação hidrologicamente consistentes, tendo como vantagens a confiabilidade e a reprodutibilidade dos resultados obtidos, além da economia óbvia de tempo e mão-de-obra. A partir da disponibilização gratuita pela NASA dos dados SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) para todo o continente americano, os resultados indicaram claramente que a aplicação da Lei Florestal no Brasil passa a ser tão-somente uma vontade política.

Relações entre qualidade da água e uso do solo em Goiás: uma análise à escala da bacia hidrográfica

Este trabalho teve por objetivo principal investigar possíveis relações entre qualidade da água e uso do solo em bacias hidrográficas de abastecimento público em Goiás. Nesse sentido, foram compilados dados de 174 captações, operadas pelo Saneamento de Goiás entre janeiro/2002 e dezembro/2004. Médias anuais de seca e de cheia, de turbidez, cor aparente, pH, cloretos e índices de coliforme total e fecal foram relacionadas, por análise de componentes principais, em um índice de qualidade de água (IQA). Com base no mapa de cobertura e uso do solo de Goiás, à escala de 1:250.000, e um mosaico de imagens SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), foram delimitadas as bacias de 89 das captações, para as quais foi calculado um Índice Normalizado de Vegetação Remanescente (NRVI). Cor aparente, turbidez, pH, ICT e ICF estiveram aquém dos padrões legalmente requeridos em até 62,43% das captações analisadas, principalmente nos períodos de cheia, quando os piores valores de IQA são observados. Os resultados indicaram que o IQA utilizado é sensível às variações sazonais e responde ao aporte de sedimentos e matéria orgânica por escoamento superficial. Da mesma forma, esse índice se relaciona, ainda que de forma tênue, às variações regionais nos valores de NRVI. Assim, novos estudos, levando-se em conta outros parâmetros de qualidade da água (como nitrogênio e fósforo) e diferentes escalas da paisagem (ex. zona ripária), são necessários, com vistas a uma melhor determinação dessas relações.

Estimativa de volume de madeira em plantios de Eucalyptus spp. utilizando dados hiperespectrais e dados topográficos

A disponibilidade de dados hiperespectrais trouxe expectativas nos meios acadêmicos e empresariais quanto à potencialidade de sua aplicação no setor florestal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da aplicação de dados hiperespectrais do sensor Hyperion EO-1 na quantificação da variável biofísica volume de madeira em plantios de Eucalyptus spp. e o impacto do sombreamento do relevo nessa quantificação. Para isso, estabeleceram-se correlações entre os dados espectrais e o volume de madeira, seguidos da definição de modelos de regressão linear múltipla como descritores das relações estabelecidas. O efeito do relevo sobre a reflectância dos dosséis de Eucalyptus spp. foi levado em consideração. Os dados Hyperion EO-1 foram convertidos para valores de FRB de superfície, os quais passaram a constituir os dados fundamentais de todo o trabalho. A área de estudo contemplou os plantios do gênero Eucalyptus spp. pertencentes à empresa Votorantim Celulose e Papel (VCP), localizados no Município de Capão Bonito, SP. Foram coletados dados espectrais de amostras localizadas em diferentes condições do relevo. No estabelecimento das relações com volume de madeira, o cálculo de índices de vegetação mediante o emprego de dados hiperespectrais resultou em modelos com maiores valores de R² quando compensados os efeitos topográficos de iluminação, comprovando maior potencial de aplicação desses dados.

Análise morfométrica e socioambiental de uma bacia hidrográfica Amazônica, Carlinda, MT

Estudos morfométricos e socioambientais foram realizados na bacia hidrográfica do rio Monte Sinai, em Carlinda, MT, visando à criação de subsídios para a sua sustentabilidade ambiental. Para tanto, foram utilizados dados SRTM 90 m, reamostrados para 30 m, para a geração do modelo digital de elevação e dados SPOT (10 m), para a avaliação do uso e cobertura da terra, através de técnicas de SIG. Além disso, foram feitas entrevistas semiestruturadas com os moradores locais e visitas de campo. Os resultados apontaram que a bacia apresenta padrão dentrítico de quarta ordem. A razão altimétrica, declividade, densidade de drenagem e fator de forma indicaram forte controle estrutural da drenagem da bacia hidrográfica. Entretanto, o atual uso e cobertura da terra, dominada por pastagens e mata ciliar degradada, favorecem os processos erosivos e, consequentemente, a perda da ferlitiladade do solo e o assoreamento dos cursos d'água. Foram apontados indicadores de degradação, assim como estratégias de manejo adequadas à melhoria ambiental que venham contribuir e garantir a sustentabilidade ambiental da bacia.

Comparison between hydrographically conditioned digital elevation models in the morphometric charaterization of watersheds

The aim of this study was to compare the hydrographically conditioned digital elevation models (HCDEMs) generated from data of VNIR (Visible Near Infrared) sensor of ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), of SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) and topographical maps from IBGE in a scale of 1:50,000, processed in the Geographical Information System (GIS), aiming the morphometric characterization of watersheds. It was taken as basis the Sub-basin of São Bartolomeu River, obtaining morphometric characteristics from HCDEMs. Root Mean Square Error (RMSE) and cross validation were the statistics indexes used to evaluate the quality of HCDEMs. The percentage differences in the morphometric parameters obtained from these three different data sets were less than 10%, except for the mean slope (21%). In general, it was observed a good agreement between HCDEMs generated from remote sensing data and IBGE maps. The result of HCDEM ASTER was slightly higher than that from HCDEM SRTM. The HCDEM ASTER was more accurate than the HCDEM SRTM in basins with high altitudes and rugged terrain, by presenting frequency altimetry nearest to HCDEM IBGE, considered standard in this study.

Georeferenced database generation with the purpose of hydrologic molding in reservoirs of the hydrographic basin of Jaguaribe river in the state of Ceará, Brazil

The edafoclimatic conditions of the Brazilian semiarid region favor the water loss by surface runoff. The state of Ceará, almost completely covered by semiarid, has developed public policies for the construction of dams in order to attend the varied water demand. Several hydrological models were developed to support decisive processes in the complex management of reservoirs. This study aimed to establish a methodology for obtaining a georeferenced database suitable for use as input data in hydrological modeling in the semiarid of Ceará. It was used images of Landsat satellite and SRTM Mission, and soil maps of the state of Ceará. The Landsat images allowed the determination of the land cover and the SRTM Mission images, the automatic delineation of hydrographic basins. The soil type was obtained through the soil map. The database was obtained for Jaguaribe River hydrographic basin, in the state of Ceará, and is applicable to hydrological modeling based on the Curve Number method for estimating the surface runoff.

Predicted impact of the sea-level rise at VellareColeroon estuarine region of Tamil Nadu coast in India: Mainstreaming adaptation as a coastal zone management option

Low-lying coastal areas are more vulnerable to the impacts of climate change as they are highly prone for inundation to SLR (Sea-Level Rise). This study presents an appraisal of the impacts of SLR on the coastal natural resources and its dependent social communities in the low-lying area of VellareColeroon estuarine region of the Tamil Nadu coast, India. Digital Elevation Model (DEM) derived from SRTM 90M (Shuttle Radar Topographic Mission) data, along with GIS (Geographic Information System) techniques are used to identify an area of inundation in the study site. The vulnerability of coastal areas in Vellar-Coleroon estuarine region of Tamil Nadu coast to inundation was calculated based on the projected SLR scenarios of 0.5 m and 1 m. The results demonstrated that about 1570 ha of the LULC (Land use and Land cover) of the study area would be permanently inundated to 0.5 m and 2407 ha for 1 m SLR and has also resulted in the loss of three major coastal natural resources like coastal agriculture, mangroves and aquaculture. It has been identified that six hamlets of the social communities who depend on these resources are at high-risk and vulnerable to 0.5 m SLR and 12 hamlets for 1 m SLR. From the study, it has been emphasized that mainstreaming adaptation options to SLR should be embedded within a coastal zone management and planning effort, which includes all coastal natural resources (ecosystem-based adaptation), and its dependent social communities (community-based adaptation) involved through capacity building

Geochemical mapping of carbonate sediments in the Makgadikgadi basin, Botswana using moderate resolution remote sensing data

This paper maps the carbonate geochemistry of the Makgadikgadi Pans region of northern Botswana from moderate resolution (500 m pixels) remotely sensed data, to assess the impact of various geomorphological processes on surficial carbonate distribution. Previous palaeo-environmental studies have demonstrated that the pans have experienced several highstands during the Quaternary, forming calcretes around shoreline embayments. The pans are also a significant regional source of dust, and some workers have suggested that surficial carbonate distributions may be controlled, in part, by wind regime. Field studies of carbonate deposits in the region have also highlighted the importance of fluvial and groundwater processes in calcrete formation. However, due to the large area involved and problems of accessibility, the carbonate distribution across the entire Makgadikgadi basin remains poorly understood. The MODIS instrument permits mapping of carbonate distribution over large areas; comparison with estimates from Landsat Thematic Mapper data show reasonable agreement, and there is good agreement with estimates from laboratory analysis of field samples. The results suggest that palaeo-lake highstands, reconstructed here using the SRTM 3 arc-second digital elevation model, have left behind surficial carbonate deposits, which can be mapped by the MODIS instrument. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

Geochemical mapping of carbonate sediments in the Makgadikgadi basin, Botswana using moderate resolution remote sensing data

This paper maps the carbonate geochemistry of the Makgadikgadi Pans region of northern Botswana from moderate resolution (500 m pixels) remotely sensed data, to assess the impact of various geomorphological processes on surficial carbonate distribution. Previous palaeo-environmental studies have demonstrated that the pans have experienced several highstands during the Quaternary, forming calcretes around shoreline embayments. The pans are also a significant regional source of dust, and some workers have suggested that surficial carbonate distributions may be controlled, in part, by wind regime. Field studies of carbonate deposits in the region have also highlighted the importance of fluvial and groundwater processes in calcrete formation. However, due to the large area involved and problems of accessibility, the carbonate distribution across the entire Makgadikgadi basin remains poorly understood. The MODIS instrument permits mapping of carbonate distribution over large areas; comparison with estimates from Landsat Thematic Mapper data show reasonable agreement, and there is good agreement with estimates from laboratory analysis of field samples. The results suggest that palaeo-lake highstands, reconstructed here using the SRTM 3 arc-second digital elevation model, have left behind surficial carbonate deposits, which can be mapped by the MODIS instrument. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

The Namib Sand Sea digital database of aeolian dunes and key forcing variables

A new digital atlas of the geomorphology of the Namib Sand Sea in southern Africa has been developed. This atlas incorporates a number of databases including a digital elevation model (ASTER and SRTM) and other remote sensing databases that cover climate (ERA-40) and vegetation (PAL and GIMMS). A map of dune types in the Namib Sand Sea has been derived from Landsat and CNES/SPOT imagery. The atlas also includes a collation of geochronometric dates, largely derived from luminescence techniques, and a bibliographic survey of the research literature on the geomorphology of the Namib dune system. Together these databases provide valuable information that can be used as a starting point for tackling important questions about the development of the Namib and other sand seas in the past, present and future.

Uncertainties in tidally adjusted estimates of sea level rise flooding (bathtub model) for the Greater London

Sea-level rise (SLR) from global warming may have severe consequences for coastal cities, particularly when combined with predicted increases in the strength of tidal surges. Predicting the regional impact of SLR flooding is strongly dependent on the modelling approach and accuracy of topographic data. Here, the areas under risk of sea water flooding for London boroughs were quantified based on the projected SLR scenarios reported in Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) fifth assessment report (AR5) and UK climatic projections 2009 (UKCP09) using a tidally-adjusted bathtub modelling approach. Medium- to very high-resolution digital elevation models (DEMs) are used to evaluate inundation extents as well as uncertainties. Depending on the SLR scenario and DEMs used, it is estimated that 3%–8% of the area of Greater London could be inundated by 2100. The boroughs with the largest areas at risk of flooding are Newham, Southwark, and Greenwich. The differences in inundation areas estimated from a digital terrain model and a digital surface model are much greater than the root mean square error differences observed between the two data types, which may be attributed to processing levels. Flood models from SRTM data underestimate the inundation extent, so their results may not be reliable for constructing flood risk maps. This analysis provides a broad-scale estimate of the potential consequences of SLR and uncertainties in the DEM-based bathtub type flood inundation modelling for London boroughs.

Modeling Ice Cover on Trails at Grand Canyon National Park

This project used data from the National Park Service, the SRTM data set, and recorded weather conditions to predict snow deposition and snow and ice melt in the Grand Canyon National Park. This model, a simplified version of previous research, shows the location of persistent ice and snow on the Canyon slopes in March.