Avaliação da acurácia vertical dos modelos digitais de elevação SRTM, Alos, World 3D, Nasadem para as províncias geomorfológicas no estado do Rio Grande do Sul

Abstract

Esta pesquisa teve por objetivo realizar uma análise de acurácia posicional vertical comparativa entre os Modelos Digitais de Elevação (MDE) de abrangência global, disponíveis gratuitamente nos programas NASADEM, ALOS WORLD 3D (AW3D30) e SRTM. Esta análise foi baseada no Padrão Brasileiro de Exatidão Cartográfica para Produtos Cartográficos Digitais (PEC-PCD), com as altitudes elipsoidais distintas entre os MDEs e fornecidas pelo Sistema Geodésico Brasileiro para utilização em cada Província Geomorfológica localizadas no Estado do Rio Grande do Sul, onde sua topografia apresenta características naturais em sua composição. Para fins comparativos, utilizou-se o MDE interferométrico SRTM V.3 com resolução espacial de (~30 m) para 1146 referências de nível (RRNN), pois consiste em um dos MDE mais conhecidos, o qual apresentou resultados de melhor aderência junto as Referências de Nível, assim como, o MDE AW3D30 também com resolução espacial de (~30 m) obtido por estereoscopia aplicada a imagens ópticas, utilizou 1109 RRNN, no qual também apresentou aderência junto às Referências de Nível. Para o MDE NASADEM, utilizou-se 1800 RRNN e este MDE não atendeu os requisitos. Os MDEs apresentaram resultados distintos nas análises. De acordo com o PEC/PCD as tolerâncias do erro médio quadrático são compatíveis para oito escalas (de 1:25.000 à 1:50.000) e quatro classes de qualidade (que variam de A à D). Com os dados pertinentes e o PEC calculado para o Estado do Rio Grande do Sul, o modelo MDE NASADEM atende Classe C para a escala 1:50.000, o MDE SRTM atende Classe A na escala 1:50.000 enquanto para a Classe B atende para a escala 1:25.000 e escalas inferiores. O MDE AW3D30 atende a Classe A na escala 1:50.000, e para a Classe B o MDE atende para a escala 1:25.000 e escalas inferiores. Os resultados permitiram avaliar os modelos na forma global e por feições em unidades geomorfológicas. De acordo com a análise de acurácia vertical todos os modelos digitais de elevação estão adequados para utilização.

This research aimed to perform a comparative vertical positional accuracy analysis between Digital Elevation Models (MDE) of global coverage, freely available in the NASADEM, ALOS WORLD 3D (AW3D30) and SRTM programs. This analysis was based on the Brazilian Standard of Cartographic Accuracy for Digital Cartographic Products (PEC-PCD), with distinct ellipsoidal altitudes among the MDEs and provided by the Brazilian Geodesic System for use in each Geomorphologic Province located in the State of Rio Grande do Sul, where its topography presents natural characteristics in its composition. For comparative purposes, we used the interferometric MDE SRTM V.3 with spatial resolution of (~30 m) for 1146 level references (RRNN), because it is one of the best known MDE, which showed better adherence results with the Level References, as well as, the MDE AW3D30 also with spatial resolution of (~30 m) obtained by stereoscopy applied to optical images, used 1109 RRNN, which also showed adherence with the Level References. For the NASADEM MDE, 1800 RRNN were used and this MDE did not meet the requirements. The MDEs presented distinct results in the analyses. According to the PEC/PCD the mean square error tolerances are compatible for eight scales (from 1:25.000 to 1:50.000) and four quality classes (ranging from A to D). With the pertinent data and the calculated PEC for the State of Rio Grande do Sul, the NASADEM MDE model meets Class C for scale 1:50.000, the SRTM MDE meets Class A at scale 1:50.000 while for Class B meets for scale 1:25.000 and lower scales. The AW3D30 MDE meets Class A at scale 1:50.000, and for Class B the MDE meets for scale 1:25.000 and smaller scales. The results allowed us to evaluate the models globally and by features in geomorphological units. According to the vertical accuracy analysis all digital elevation models are suitable for use.