O presente trabalho teve por objetivo a avaliação de Modelos Digitais de
Elevação (MDEs) para análise espacial de Bacias Hidrográficas (BHs), visando
identificar os que apresentam melhor desempenho para a delimitação de
bacias hidrográficas. Foram utilizados três tipos de fontes de dados de MDEs,
sendo: a) MDEI: proveniente de dados do IBGE, obtido por meio do
interpolador Topo To Raster do ArcGIS; b) MDEA: proveniente do sensor
GDEM ASTER da National Aeronautics and Space Administration (NASA); e c)
MDET: proveniente do projeto Topodata, resultante de um refinamento do
SRTM realizado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE); todos
com resolução espacial de 30 metros. Os MDEA e MDET foram adquiridos
diretamente da internet. O MDEI foi elaborado a partir de dados cartográficos
do IBGE, na escala de 1:50.000, contendo Curvas de Nível (CN) com
equidistância vertical de 20 metros e hidrografia. Os MDEs foram utilizados em
suas formas originais e refinados, visando a obtenção de MDEs com maior
consistência hidrológica. Os MDEs originais (MDEI, MDEA e MDET) foram
utilizados diretamente para a delimitação das BHs, usando a extensão
ArcHydro (AH) no ArcGIS® 10.1, enquanto os MDEs refinados (MDEIr, MDEAr e
MDETr) foram pré-processados usando o algoritmo Agree, para posterior
delimitação das bacias utilizando o AH. Realizou-se uma delimitação de
referência para fins de comparação com as delimitações automáticas obtidas
com as seis opções de MDEs estudadas. A delimitação de referência foi
realizada manualmente, em ambiente SIG (ArcGIS), utilizando as referidas
cartas do IBGE, contendo CN, hidrografia e pontos cotados. A avaliação das
delimitações foi realizada de forma qualitativa, por meio de análise visual, e de
forma quantitativa, pelo método das áreas divergentes, ou seja, pelos
acréscimos e decréscimos de áreas em relação à delimitação de referência.
Foram comparadas também as Hidrografias Numéricas (HN) geradas com e
sem refinamento, tendo-se comprovado a eficácia do algoritmo Agree, notando-
se uma alta semelhança entre as hidrografias refinadas e a de referência. Na
comparação das HN sem refinamento, verificou-se que a obtida do MDET
apresentou melhor desempenho que a do MDEA, fato que contribuiu para uma
melhor eficiência na delimitação das bacias. Das delimitações sem
refinamento, a derivada do MDEI foi a que mais se aproximou da delimitação
de referência, seguida pelo MDET e MDEA. Quando comparadas as
delimitações dos MDEs refinados, o melhor foi o MDEIr; porém, a segunda e a
terceira colocação se inverteram, sendo o MDEAr melhor que o MDETr. A
consistência hidrológica relativa às alterações na delimitação de bacias pode
ser melhor evidenciada quando analisada em microbacias localizadas no
interior da bacia hidrográfica.
This study aimed to assess digital elevation models (DEMs) from different
database in order to identify the ones that best perform watersheds delineation.
We used three types of data sources of DEMs: a) DEMI: from the IBGE,
obtained by the interpolator Top To Raster in ArcGIS b) DEMA: from ASTER
GDEM, a Sensor from the National Aeronautics and Space Administration
(NASA), and c) DEMT: from the Topodata project, a result of the refinement of
SRTM, conducted by the National Institute for Space Research (INPE), all with
a spatial resolution of 30 meters. The DEMA and DEMT were acquired directly
from the internet. The DEMI was elaborate from cartographic data of IBGE, at
1:50,000 scale, using the contours lines (CN) with vertical intervals of 20 meters
and the hydrography map. The DEMs were used in their original forms and
refined to obtain DEMs with greater hidrological consistency. The original DEMs
(DEMI, DEMA and DEMT) were used directly for the delimitation of BHs, using
the extension ArcHydro (AH) in ArcGIS® 10.1, while the refined DEMs (DEMIr,
DEMAr and DEMTr) were pre-processed using the algorithm Agree, for further
watershed delineation using. A reference watershed delimitation reference was
made to compare with the automatic delimitation obtained with the six options of
DEMs studied. The reference delimitation was performed manually in GIS
(ArcGIS), using IBGE maps, containing CN, hydrography and elevation points.
The assessment of the delimitations was performed qualitatively through visual
analysis, and quantitatively, by the method of divergent areas. In other words,
the increase and decreases of areas in relation to the reference delimitation.
Also it was compared the numerical hydrography (HN) generated with and
without refinement. It showed the effectiveness of the algorithm Agree,
observing a high similarity between the refined hydrography and the reference
hydrography. In the comparison of HN without refinement, it was verified that
the one obtained from the DEMT showed better performance than that obtained
from the DEMA. At of the delimitations without refinement, the one derived from
the DEMI was the closest to the reference delimitation, followed by the derived
from DEMT and DEMA. When comparing the delimitations of the refined DEMs,
the best one was the DEMIr; however, the second and third position were
inverted, being the DEMAr better than DEMTr. Consistency hydrological changes
concerning the delimitation of basins can be better evidenced when analyzed in
watersheds located within the watershed.
