Análise de grupos para classificação de bacias hidrográficas do estado de Goiás, utilizando parâmetros morfométricos

Abstract

A bacia é a unidade fundamental em estudos ambientais, em que são relacionadas as formas do relevo e os processos que a modificam. A área das bacias é usada em estudos ambientais, principalmente em estudos morfométricos, a partir de sistemas de informações geográficas. A geomorfometria é definida como a ciência da análise quantitativa da superfície terrestre. Em geomorfometria, os Modelos Digitais de Elevação (MDE) são a principal fonte de informações. Nesse trabalho é usado o modelo Hydrosheds. A partir desse modelo, foi possível derivar mapas de declividade, curvatura, aspecto, área de contribuição e direção de fluxo. O presente trabalho possui como objetivo obter uma classificação de bacias, a partir do método de análise de grupos, utilizando atributos morfométricos em bacias de drenagem, no estado de Goiás. A metodologia pode ser dividida nas seguintes etapas: (1) tratamento do produto Hydrosheds do SRTM; (2) delimitação automatizada de bacias; (3) cálculo dos atributos morfométricos; (4) classificação das bacias de drenagem a partir do método adaptado de mapas auto-organizáveis de Kohonen, (5) classificação das bacias de drenagem a partir do método de K-médias e (6) análise comparativa das classificações e dos atributos morfométricos. Os métodos das K-médias e de Kohonen permitem obter grupos com características morfométricas similares com base na distância euclidiana. Os mapas obtidos apresentam bons resultados para classificação de bacias. As classes definidas possuem correlação com os atributos morfométricos e permitiram definir grupos com base nesses atributos. Ambos os métodos podem ser estendidos a outros estudos morfométricos, tanto regionais quanto locais. Dessa forma, foram obtidos dois mapas, como base em características morfométricas, com quatro classes: Classe 1; Classe 2; Classe 3; e Classe 4.

Basin is the fundamental unit in environmental studies, which are related to land form and its changing process. Watershed is used in environmental studies, mainly in morphometric studies, based on geographic information systems. The geomorphometry is defined as a science of quantitative analysis of the surface. In geomorphometry, the Digital Elevation Models (DEMs) are the main source of information. In this work, we use the model HydroSHEDS. From this model, it was possible to derive maps as slope, curvature, aspect, contribution area and flow direction. This work aims to obtain a classification of basins, from cluster analysis method, using morphometric attributes of drainage basins in the state of Goias The methodology can be divided into the following steps: (1) HydroSHEDS SRTM processing, (2) automated basin delineation, (3) calculation of morphometric attributes, (4) classification of drainage basins from self-organizing maps (SOM) Kohonen method adapted, (5) classification of drainage basins from K-means method and (6) comparative analysis of classification and morphometric attributes. The K-means and Kohonen method allow to obtain groups with similar morphometric characteristics based on Euclidean distance. The maps show good results for basins classification. The classes have high correlation with the morphometric attributes and allowed to define units based on these attributes. Both methods can be extended to other morphometric studies, either regional or local. Thus, we obtained two maps, based on morphometric characteristics, with four classes: class 1; class 2; class 3; and class 4.