Determinação automática de Knickpoints e análise morfométrica e hipsométrica da Bacia Hidrográfica da Lagoa Mirim com o uso de técnicas de geoprocessamento

Abstract

A caracterização morfométrica e hipsométrica de bacias hidrográficas permite o melhor entendimento do seu funcionamento enquanto sistema, facilita a correlação com suas características e potencializa diversos estudos. O emprego de métodos quantitativos e qualitativos para caracterizar uma bacia hidrográfica possibilita uma maior compreensão da sua dinâmica e por isso o emprego de vários parâmetros é fundamental. Nessa tese é apresentada a análise morfométrica e hipsométrica e a determinação automática de hidrografia e knickpoints na bacia da Lagoa Mirim, uma bacia transfronteiriça, localizada na costa atlântica da América do Sul entre os paralelos 31°S e 34°30’S e entre os meridianos 52°W e 55°30’W, com 58407.78km2 de área, dos quais 47% estão em território brasileiro e 53% em território uruguaio. A análise e obtenção dos parâmetros e a determinação automática de hidrografia e knickpoints na bacia da Lagoa Mirim, foi realizada com técnicas de Geoprocessamento, utilizando as ferramentas de análise espacial e de manipulação de dados do programa ArcGis, versão 10.2.2. Foram utilizadas 15 imagens SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), com resolução espacial de 1 segundo de arco (1”), aproximadamente 30m, para gerar o Modelo Digital de Elevação (MDE) da área de estudo. Este modelo foi validado com levantamento cinemático GNSS (Sistemas Globais de Navegação por Satélite), pós-processado com o método de Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). As análises morfométrica e hipsométrica e a determinação da hidrografia e knickpoints da Bacia da Lagoa Mirim foram realizadas a partir do MDE SRTM. A hidrografia foi obtida com o Model Builder e ferramentas hidrológicas do ArcGis. E os knickpoints foram determinados através do Knickpoint Finder, um script em linguagem Python integrado ao ArcTollBox do programa ArcGis. Os resultados demonstram que a utilização de dados SRTM em ambiente SIG (Sistemas de Informação Geográfica) permite a caracterização de bacias hidrográficas, sendo útil para gestão e gerenciamento dos recursos hídricos e para estudos ambientais, mostrando-se uma alternativa prática e viável ao minimizar custos e tempo na execução dos trabalhos.

The morphometric and hypsometric characterization of river basins allows a better understanding of its functioning as a system, facilitates the correlation with its characteristics, and potentiates several studies. The use of quantitative and qualitative methods to characterize a river basin allows a better understanding of its dynamics, therefore the use of several parameters is fundamental. This thesis presents the morphometric and hypsometric analysis and the automatic determination of hydrography and knickpoints in the Mirim Lagoon Basin. Mirim Lagoon basin is a transboundary basin, located in the Atlantic coast of South America, between parallels 31°S and 34°30’S and meridians 52°W and 55°30'W, with an area of 58,407.78 km2, being 47% in Brazilian territory and 53% in Uruguayan territory. The analysis and acquisition of morphometric and hypsometric parameters and the determination of hydrography and knickpoints were performed with geoprocessing techniques, using the spatial analysis and data manipulation tools of the software ArcGIS, 10.2.2 version. We used 15 SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) images, version 3, band C, with a spatial resolution of 1 arcsecond (1"), approximately 30 meters, to generate a Digital Elevation Model (DEM) of the study area. This model was validated by means of kinematic GNSS (Global Navigation Satellite System) survey post-processed using the Precise Point Positioning (PPP) method. The intended morphometric and hypsometric analysis and the determination of hydrography and knickpoints of Mirim Lagoon basin were performed using the DEM SRTM. The hydrography was obtained with the Model Builder and the hydrologic tools of ArcGis. And the knickpoints were determined using the Knickpoint Finder, a script in Python language integrated to ArcGis ArcToolbox The results show that the use of SRTM data in GIS (Geographic Information Systems) allows the characterization of the watersheds, which is useful for water resources management and for environmental studies, and prove to be a practical and viable alternative to minimize cost and time in the work execution.