DIGITAL ELEVATION MODEL VALIDATION WITH NO GROUND CONTROL: APPLICATION TO THE TOPODATA DEM IN BRAZIL

Digital Elevation Model (DEM) validation is often carried out by comparing the data with a set of ground control points. However, the quality of a DEM can also be considered in terms of shape realism. Beyond visual analysis, it can be verified that physical and statistical properties of the terrestrial relief are fulfilled. This approach is applied to an extract of Topodata, a DEM obtained by resampling the SRTM DEM over the Brazilian territory with a geostatistical approach. Several statistical indicators are computed, and they show that the quality of Topodata in terms of shape rendering is improved with regards to SRTM.

Estudo da influência do lineamento Tibagi e Sinclinal de Torres na estruturação da porção norte da bacia de Pelotas

The area of this work is located along the Northern portion of the Pelotas´s basin. The onshore region extends from the Southern portion São Paulo State to the North of Rio Grande do Sul State, with a total area of 440 530 km ². The objective of the research is to characterize the main geological structures of the outcropping basement in the Paraná Basin and its correlation with the offshore portion of the Pelotas Basin. The characterization was performed through the integration of surface (SRTM images and outcrops) and subsurface data (seismic data and well logs), the method includes the use of remote sensing techniques and seismic interpretation. The main structures to be analyzed are the Tibagi Lineament and the “Torres Syncline in order to verify its influence on the geological evolution and deformation of the basin. As result, it was identified the continuity of the both structures inside the offshore basin (Pelotas Basin); but only the Tibagi Lineament represents an important structural feature in the offshore basin. In this sense, the Tibagi lineament shows a NW-SE direction along the both basins (Pelotas and Paraná) and it is defined by drainages and relief on the continental portion. It was classified as a graben structure limited by normal faults and it also was verified a trend of faults inside the lineament that cuts all the sedimentary package of Itararé Group from Paraná Basin. The Torres syncline is a structure that connects the arches of Ponta Grossa and Rio Grande, showing NW-SE orientation and a low angle dip in the NW direction. Its projection into the Pelotas Basin was not recognized by the methods applied in this work, because a preliminary analyze indicates that its projection corresponds to a structural high inside the Pelotas Basin

Simulação numérica de fluxo de águas subterrâneas na bacia do Rio Grande (BA)

The Urucuia Aquifer System represents a strategic water source in western Bahia. Its baseflow is responsible for the flow rate of the main tributaries of São Francisco river left bank in the dry season, including the Rio Grande, its main tributary in Bahia state. This river has a hydrological regime heavily affected by groundwater and is located in a region with conflicts about water resources. The aquifers geology is constituted by neocretacious sandstones of Urucuia Group subdivided in Posse Formation and Serra das Araras Formation. The embasement is formed by neoproterozoic rocks of Bambuí Group. This work focuses on an important tool application, the mathematical model, whose function is represent approximately and suitably the reality so that can assist in different scenarios simulations and make predictions. Many studies developed in this basin provided the conceptual model basis including a full free aquifer, lithological and hydraulical homogeneity in entire basin, null flux at plateau borders and aquifer base. The finite element method is the numerical method used and FEFLOW the computational algorithm. The simulated area was discretized in a single layer with 27.357,6 km² (314.432 elements and 320.452 nodes) totaling a 4.249,89 km³ volume. Were utilized 21 observation wells from CERB to calibrate the model. The terrain topography was obtained by SRTM data and the impermeable base was generated by interpolation of descriptive profiles from wells and electric vertical drilling from previous studies. Works in this area obtained mean recharge rates varying approximately from 20% to 25% of average precipitation, thus the values of model recharge zones varying in this range. Were distributed 4 hydraulic conductivity zones: (K1) west zone with K=6x10-5 m/s; (K2) center-east zone with K=3x10-4 m/s; (K3) far east zone with K=5x10-4 m/s; e (K4) east-north zone with K=1x10-5 m/s. Thereby was incorporated to the final conceptual model...

Seleção de áreas potenciais para implantação da zona de processamento e exportação de Fernandópolis - SP utilizando geotecnologia

The implementation of an Export and Processing Zone (ZEPs) brings several benefits to the local, state and federal economy, but often, only socioeconomic factors are considered, apart from several other factors that should be analyzed, such as the environment. In this context of industrialization and the struggle for sustainable development, this work propose to incorporate the environmental variable in the decision process for establishing industrial areas, in particular, the ZPE in the city of Fernandópolis, São Paulo state, Brazil, by examining several physical and environmental factors such as slope intervals, geological features, pedological factors and land use. Developed using a multicriteria analysis, a model has been elaborated, where these factors have received a proportional value according with their importance, supported by a GIS tool (Geographical Information System) and remote sensing products, such as images from CBERS satellite and SRTM radar, showing the suited areas for industrial activities, considering environmental conditions. This model may assist to take better decision about the ZPE implementation area and to reduce the negative environmental impacts that would result of poorly planned locations

Identificação e caracterização de unidades geomorfológicas na bacia do baixo paranapanema

Os processos geomorfológicos são responsáveis pelas formas do relevo, constituindo uma das dimensões do substrato físico para o desenvolvimento das atividades antrópicas. O conhecimento e a identificação dos mecanismos destes processos podem contribuir para o entendimento das dinâmicas naturais e das ações humanas sobre a superfície terrestre. Desta forma, objetivo desse trabalho de pesquisa foi identificar e caracterizar as principais unidades geomorfológicas do baixo curso do rio Paranapanema, a partir da utilização dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e do uso de geotecnologias. No SIG foram realizadas as seguintes etapas da pesquisa: processamento digital das imagens de radar, georreferenciamento dos dados, delimitação e compilação da área de estudo e elaboração dos mapas temáticos. Os procedimentos metodológicos adotados fundamentaram-se basicamente nos conceitos de morfoestrutura e morfoescultura para classificação e taxonomia do relevo, desenvolvidos por Jurandir L. S. Ross (1992). As classes de dissecação do relevo, carta clinográfica e hipsometria da bacia foram obtidas a partir do processamento de cartas topográficas e imagens de radar da missão SRTM. Os resultados apresentados na forma de mapas, gráficos e tabelas permitiram analisar e caracterizar os processos geomorfológicos atuantes na bacia do baixo Paranapanema, com maior riqueza de detalhe (1: 250 000)

Geomorfometria da região de Fartura (SP)

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Caracterização geomorfológica do sistema deposicional do Rio Miranda (borda sul do Pantanal mato-grossense, MS) com base em dados orbitais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Prospecção mineral de alvos potenciais à ocorrência de enriquecimento supergênico de níquel no Greenstone belt do Morro do Ferro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Classificação automatizada do relevo a partir de parâmetros morfométricos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Classificação automatizada do relevo a partir de parâmetros morfométricos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

A comparison for a multiscale study of structural lineaments in southern Brazil: LANDSAT-7 ETM+ and shaded relief images from SRTM3-DEM

This paper presents a comparison of descriptive statistics obtained for brittle structural lineaments extracted manually from LANDSAT images and shaded relief images from SRTM 3 DEM at 1:100, 000 and 1:500, 000 scales. The selected area is located in the southern of Brazil and comprises Precambrian rocks and stratigraphic units of the Paraná Basin. The application of this methodology shows that the visual interpretation depends on the kind of remote sensing image. The resulting descriptive statistics obtained for lineaments extracted from the images do not follow the same pattern according to the scale adopted. The main direction obtained for Proterozoic rocks using both image types at a 1:500, 000 scale are close to NS±10, whereas at a 1:100, 000 scale N45E was obtained for shaded relief images from SRTM 3 DEM and N10W for LANDSAT images. The Paleozoic sediments yielded the best results for the different images and scales (N50W). On the other hand, the Mesozoic igneous rocks showed greatest differences, the shaded relief images from SRTM 3 DEM images highlighting NE structures and the LANDSAT images highlighting NW structures. The accumulated frequency demonstrated high similarity between products for each image type no matter the scale, indicating that they can be used in multiscale studies. Conversely, major differences were found when comparing data obtained using shaded relief images from SRTM 3 DEM and Landsat images at a 1:100, 000 scale.

Analisi di dati telerilevati ottici e radar per la gestione dei disastri: le alluvioni nel Bangladesh.

Abstract L’utilizzo dei dati satellitari per la gestione dei disastri naturali è fondamentale nei paesi in via di sviluppo, dove raramente esiste un censimento ed è difficile per i governi aggiornare le proprie banche dati con le tecniche di rilevamento e metodi di mappatura tradizionali che sono entrambe lunghe e onerose. A supporto dell’importanza dell’impiego del telerilevamento e per favorirne l’uso nel caso di catastrofi, vi è l’operato di diverse organizzazioni internazionali promosse da enti di ricerca, da agenzie governative o da organismi sopranazionali, le quali svolgono un lavoro di cruciale valore, fornendo sostegno tecnico a chi si occupa di far giungere alle popolazioni colpite gli aiuti umanitari e i soccorsi nel più breve tempo possibile. L’attività di tesi è nata proprio dalla collaborazione con una di esse, ITHACA (Information Technology for Humanitarian Assistance, Cooperation and Action), organizzazione no-profit, fondata dal Politecnico di Torino e SiTI (Istituto Superiore sui Sistemi Territoriali per l’Innovazione), la quale a sua volta collabora con il WFP (World Food Programme) delle Nazioni Unite, realizzando cartografie speditive necessarie per la valutazione delle conseguenze di un evento catastrofico, attraverso l’impiego di dati acquisiti da satellite. Su questo tema si è inserito il presente lavoro che ha come obiettivo quello di dimostrare la valenza dei dati telerilevati, siano essi di tipo ottico o Radar, nel caso di alcuni dei disastri naturali più catastrofici, le alluvioni. In particolare è stata studiata la vulnerabilità del Bangladesh, il quale annualmente si trova ad affrontare eventi alluvionali, spesso di grave intensità. Preliminarmente allo studio, è stata condotta una ricerca bibliografica al fine di avere una buona conoscenza dell’area sia in termini geografici e fisici che di sviluppo e tipologia di urbanizzazione. E’stata indagata in particolare l’alluvione che ha colpito il paese nel Luglio del 2004, attraverso delle immagini satellitari multispettrali, in particolare Landsat 7, per un inquadramento pre-evento, ed ASTER per studiare la situazione a distanza di tre mesi dall’accaduto (immagine rilevata il 20 Ottobre 2004). Su tali immagini sono state condotte delle classificazioni supervisionate con il metodo della massima verosimiglianza che hanno portato la suddivisione del territorio in quattro classi di destinazione d’uso del suolo: urbano (Build-up), campi e vegetazione (Crops&Vegetation), sabbia e scavi (Sand&Excavation), idrografia e zone alluvionate (Water). Dalla sperimentazione è emerso come tali immagini multispettrali si prestino molto bene per l’analisi delle differenti caratteristiche del territorio, difatti la validazione condotta sulla mappa tematica derivata dall’immagine Landsat 7 ha portato ad un’accuratezza del 93% circa, mentre la validazione dell’immagine ASTER è stata solo di tipo qualitativo, in quanto, considerata l’entità della situazione rilevata, non è stato possibile avere un confronto con dei punti da assumere come verità a terra. Un’interpretazione della mappa tematica derivante dalla classificazione dell’immagine ASTER è stata elaborata incrociandola in ambiente GIS con dati forniti dal CEGIS (Center for Environmental and Geographic Information Services) riguardanti il landuse della zona in esame; da ciò è emerso che le zone destinate alla coltivazione del riso sono più vulnerabili alle inondazioni ed in particolare nell’Ottobre 2004 il 95% delle aree esondate ha interessato tali colture. Le immagini ottiche presentano un grosso limite nel caso delle alluvioni: la rilevante copertura nuvolosa che spesso accompagna siffatti eventi impedisce ai sensori satellitari operanti nel campo dell’ottico di rilevare il territorio, e per questo di frequente essi non si prestano ad essere impiegati per un’indagine nella fase di prima emergenza. In questa circostanza, un valido aiuto giunge dall’impiego di immagini Radar, le quali permettono osservazioni ad ogni ora del giorno e della notte, anche in presenza di nuvole, rendendole di fondamentale importanza nelle situazioni descritte. Per dimostrare la validità di questi sensori si sono analizzati due subset derivanti da un mosaico di immagini della nuova costellazione italiana ad alta risoluzione CosmoSkymed: il primo va dalla città di Dhaka al Golfo del Bengala ed il secondo copre la zona più a Nord nel distretto di Sylhet. Dalla sperimentazione condotta su tali immagini radar, che ha comportato come ovvio problematiche del tutto differenti rispetto alle elaborazioni tradizionalmente condotte su immagini nel campo dell’ottico, si è potuto verificare come l’estrazione dei corpi d’acqua e più in generale dell’idrografia risulti valida e di veloce computazione. Sono emersi tuttavia dei problemi, per esempio per quanto riguarda la classificazione dell’acqua in presenza di rilievi montuosi; tali complicazioni sono dovute alla presenza di zone d’ombra che risultano erroneamente assegnate alla classe water, ma è stato possibile correggere tali errori di attribuzione mascherando i rilievi con l’ausilio di una mappa delle pendenze ricavata da modelli di elevazione SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission). La validazione dei risultati della classificazione, condotta con un grande numero di check points, ha fornito risultati molto incoraggianti (ca. 90%). Nonostante le problematiche riscontrate, il Radar, in sé o in accoppiamento con altri dati di diversa origine, si presta dunque a fornire in breve tempo informazioni sull’estensione dell’esondazione, sul grado di devastazione, sulle caratteristiche delle aree esondate, sulle vie di fuga più adatte, diventando un’importante risorsa per chi si occupa di gestire l’emergenza in caso di eventi calamitosi. L’integrazione con i dati di tipo ottico è inoltre essenziale per pervenire ad una migliore caratterizzazione del fenomeno, sia in termini di change detection che di monitoraggio post-evento.

Applications of remote sensing and geographic information systems in geomorphological studies: Safaga - El Quseir area, Red Sea coast, Egypt as an example

In den letzten drei Jahrzehnten sind Fernerkundung und GIS in den Geowissenschaften zunehmend wichtiger geworden, um die konventionellen Methoden von Datensammlung und zur Herstellung von Landkarten zu verbessern. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Anwendung von Fernerkundung und geographischen Informationssystemen (GIS) für geomorphologische Untersuchungen. Durch die Kombination beider Techniken ist es vor allem möglich geworden, geomorphologische Formen im Überblick und dennoch detailliert zu erfassen. Als Grundlagen werden in dieser Arbeit topographische und geologische Karten, Satellitenbilder und Klimadaten benutzt. Die Arbeit besteht aus 6 Kapiteln. Das erste Kapitel gibt einen allgemeinen Überblick über den Untersuchungsraum. Dieser umfasst folgende morphologische Einheiten, klimatischen Verhältnisse, insbesondere die Ariditätsindizes der Küsten- und Gebirgslandschaft sowie das Siedlungsmuster beschrieben. Kapitel 2 befasst sich mit der regionalen Geologie und Stratigraphie des Untersuchungsraumes. Es wird versucht, die Hauptformationen mit Hilfe von ETM-Satellitenbildern zu identifizieren. Angewandt werden hierzu folgende Methoden: Colour Band Composite, Image Rationing und die sog. überwachte Klassifikation. Kapitel 3 enthält eine Beschreibung der strukturell bedingten Oberflächenformen, um die Wechselwirkung zwischen Tektonik und geomorphologischen Prozessen aufzuklären. Es geht es um die vielfältigen Methoden, zum Beispiel das sog. Image Processing, um die im Gebirgskörper vorhandenen Lineamente einwandfrei zu deuten. Spezielle Filtermethoden werden angewandt, um die wichtigsten Lineamente zu kartieren. Kapitel 4 stellt den Versuch dar, mit Hilfe von aufbereiteten SRTM-Satellitenbildern eine automatisierte Erfassung des Gewässernetzes. Es wird ausführlich diskutiert, inwieweit bei diesen Arbeitsschritten die Qualität kleinmaßstäbiger SRTM-Satellitenbilder mit großmaßstäbigen topographischen Karten vergleichbar ist. Weiterhin werden hydrologische Parameter über eine qualitative und quantitative Analyse des Abflussregimes einzelner Wadis erfasst. Der Ursprung von Entwässerungssystemen wird auf der Basis geomorphologischer und geologischer Befunde interpretiert. Kapitel 5 befasst sich mit der Abschätzung der Gefahr episodischer Wadifluten. Die Wahrscheinlichkeit ihres jährlichen Auftretens bzw. des Auftretens starker Fluten im Abstand mehrerer Jahre wird in einer historischen Betrachtung bis 1921 zurückverfolgt. Die Bedeutung von Regentiefs, die sich über dem Roten Meer entwickeln, und die für eine Abflussbildung in Frage kommen, wird mit Hilfe der IDW-Methode (Inverse Distance Weighted) untersucht. Betrachtet werden außerdem weitere, regenbringende Wetterlagen mit Hilfe von Meteosat Infrarotbildern. Genauer betrachtet wird die Periode 1990-1997, in der kräftige, Wadifluten auslösende Regenfälle auftraten. Flutereignisse und Fluthöhe werden anhand von hydrographischen Daten (Pegelmessungen) ermittelt. Auch die Landnutzung und Siedlungsstruktur im Einzugsgebiet eines Wadis wird berücksichtigt. In Kapitel 6 geht es um die unterschiedlichen Küstenformen auf der Westseite des Roten Meeres zum Beispiel die Erosionsformen, Aufbauformen, untergetauchte Formen. Im abschließenden Teil geht es um die Stratigraphie und zeitliche Zuordnung von submarinen Terrassen auf Korallenriffen sowie den Vergleich mit anderen solcher Terrassen an der ägyptischen Rotmeerküste westlich und östlich der Sinai-Halbinsel.

Sull'impiego di dem globali e dati satellitari nella modellazione numerico-idraulica dei corsi d'acqua

Lo studio ha consentito la valutazione delle potenzialità di utilizzo di informazioni telerilevate da satellite, al fine di ottenere un DEM utilizzabile per simulazioni numerico - idrauliche. In particolare è stato utilizzato il DEM a scala globale fornito dalla missione SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), per acquisire la geometria del tratto medio inferiore del fiume Po. Ottenuto l'andamento plano altimetrico del corso d'acqua sono state effettuate simulazioni in condizioni di piena eccezionale e deflusso medio allo scopo di valutarne affidabilità e precisione. Vengono infine proposti tre metodi di modifica della geometria, fornita da SRTM, in modo tale da migliorare la rappresentazione dell'alveo di magra ed incrementarne le performance.