Mapeamento de inundações urbanas a partir de imagens de radar de abertura sintética do programa Sentinel

Abstract

Inundações urbanas correspondem a um dos desastres ambientais mais frequente em áreas urbanas. O mapeamento das inundações apresenta-se como um importante instrumento na prevenção, gestão e controle de inundações urbanas, através dele é possível definir as áreas de risco, bem como as áreas afetadas após os eventos. Para tanto, o uso de sensores remotos apresenta-se como ferramenta útil na elaboração destes mapeamentos. No entanto, diversas dificuldades ainda são encontradas para a utilização dessas ferramentas, que normalmente utiliza sensores óticos passivos, fortemente influenciados pela cobertura de nuvens no local. A missão Sentinel-1, lançada em 2015 pela Agência Espacial Européia (ESA), apresenta um sensor ativo de micro-ondas, na Banda C, que não interage com a atmosfera e que possui resolução espacial e temporal que permitem análises detalhadas em áreas urbanas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar o potencial qualitativo das imagens Sentinel-1 para o mapeamento de áreas inundadas após eventos extremos de precipitação. Assim, o presente estudo de caso teve por objeto a passagem do furacão Harvey em Houston, nos Estados Unidos da América, onde as áreas afetadas por inundações urbanas foram mapeadas. Com resultados qualitativos satisfatórios, mostrando a incidência de manchas de inundação, tanto em áreas densamente urbanizadas quanto em áreas naturais. Os resultados indicam o grande potencial de utilização de imagens do programa Sentinel, entretanto eles demonstram que os resultados são sensivelmente afetados pelos limiares adotados como limite para a separação da classe de água do restante da imagem, tornando os resultados subjetivos.

Urban flooding is one of the most frequent environmental disasters in urban areas. Flood mapping is an important tool in the prevention, management and control of urban floods, through which it is possible to define the areas of risk as well as the areas affected after the events. Therefore, the use of remote sensors is a useful tool in the elaboration of these mappings. However, several difficulties are still encountered for the use of these tools, which normally uses passive optical sensors, heavily influenced by the cloud cover in place. The Sentinel-1 mission, launched in 2015 by the European Space Agency (ESA), features a nonatmospheric active microwave C-band sensor with spatial and temporal resolution that allows for detailed analysis in urban areas. In this context, the objective of this work is to evaluate the qualitative potential of Sentinel-1 images for the mapping of flooded areas after extreme precipitation events. Thus, the present case study aimed at the passage of Hurricane Harvey in Houston, in the United States of America, where areas affected by urban flooding were mapped. With satisfactory qualitative results, showing the incidence of flood spots, both in densely urbanized areas and in natural areas. The results indicate the great potential of using images from the Sentinel program, however they show that the results are significantly affected by the thresholds adopted as a limit for the separation of the water class from the rest of the image, making the results subjective.