Análise comparativa de métodos de interpolação em modelos digitais de elevação

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Gomes, Francisco Carlos Moreira
• Orientador(a): Zaidan , Ricardo Tavares
• Banca de defesa: Rocha, Cézar Henrique Barra , Menezes, Paulo Marcio Leal de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Geografia
• Departamento: ICH – Instituto de Ciências Humanas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Geoestatística; ALOS-PALSAR; Geoprocessamento; Geografia; MDE; Geostatistics; GIS; Geography; DEM
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::GEOGRAFIA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12594

Os modelos digitais de elevação (MDE), são os subsídios básicos para promover diversas análises ambientais ou socioespaciais. Contudo, a qualidade desses modelos tridimensionais do terreno está intimamente ligada à sua resolução espacial, de maneira que quanto maior a resolução espacial, melhor a capacidade destes produtos em representar as formas na superfície do corpo imageado. No entanto, os produtos de melhor resolução espacial, possuem um custo de aquisição oneroso, de maneira que nem sempre o poder público dispõe de recursos para sua aquisição seja no planejamento urbano/regional ou para pesquisas académicas. Tal realidade faz com que normalmente sejam empregados MDE com menor resolução espacial, mas que são disponibilizados gratuitamente. Sendo que atualmente, começam a surgir MDE com melhores resoluções espaciais e 100% gratuitos, como os produtos provenientes do ALOS-PALSAR, que entrega um MDE com 12,5m de resolução espacial. Um dos MDE gratuitos predecessores do ALOS-PALSAR foram os MDE-SRTM, que inicialmente eram distribuídos com uma resolução espacial de 90m, mas Valeriano (2008; 2010; 2010a), após uma série de processos de refinamento por meio da geoestatística, foi capaz de gerar novos produtos com 30m de resolução espacial. Neste sentido surge o questionamento da possibilidade de aplicar processos metodológicos semelhantes nos MDE do ALOS-PALSAR, a fim de obter produtos com uma resolução espacial maior que 12,5m. Assim o objetivo geral desta pesquisa foi promover uma análise comparativa de diversos métodos de interpolação, alterando a resolução espacial dos MDE do ALOS-PALSAR para as escalas espaciais de 10m, 8m e 6m. Com o intuito de observar, tanto qualitativamente como estatisticamente, as potencialidades e perdas durante esse processo, usando como base de parâmetro de comparação um MDE gerado com LIDAR de 1m de resolução espacial. Como resultados gerais, no que se refere as analises estatísticas, foram aplicados os testes de Coeficiente da Correlação de Pearson (r), Coeficiente de Determinação, Erro Médio Absoluto (EMA), Erro Médio Quadrático (EMQ) e Raiz do Erro Quadrático Médio (REMQ). A fim de promover uma análise mais completa inda foi realidade uma a verificação qualitativa dos MDE, onde foram geradas cartas de declividade e hipsometria dos MDE re-interpolados do ALOS-PALSAR em comparação com cartas geradas do LIDAR e perfis de relevos com o objetivo central de verificar o comportamento do efeito dossel nos MDE re-interpolados e a influência disso na capacidade de representar as geometrias das formas do relevo. E ao final do estudo foi possível concluir pela análise estatística em conjunto com a avaliação qualitativa, que não ocorre ganhos reais com o processo de interpolação para resoluções espaciais com maior detalhe, independentemente do método de interpolação usado, já que é impossível criar informação do nada. Neste sentindo, por mais que se reduza o tamanho dos pixels para gerar os novos MDE, através da aplicação de interpoladores, a fonte original será de dados com uma resolução espacial de 12,5m. E mesmo que não haja ganhos, é possível mensurar as perdas que ocorrem ao longo do processo de aumento da resolução espacial, ajudando os pesquisadores a optar pelas técnicas que gerem MDE com os menores erros possíveis, de acordo com o objetivo de emprego destes MDE. Se o objetivo for usar os MDE do ALOS-PALSAR re-interpolados para análise de inundações, alagamentos ou enchentes, devido à baixa capacidade dos MDE re-interpolados em modelar áreas de planície, que são onde se concentram esses eventos, os trabalhos resultarão estudos sujeitos a uma incerteza maior em seus resultados. Por outro lado, se o foco dos estudos forem escorregamentos, os MDE se mostraram melhor em representar superfícies declivosas onde se concentram a ocorrência destes eventos, porém a escolha de um interpolador que subestime menos as áreas de maior declividade se mostra necessário a fim de melhorar seus resultados. Desta forma caso o pesquisador opte por usar destas técnicas na geração de um MDE de melhor resolução, é preciso que tenha a plena consciência do aumento do grau de incerteza das informações que está gerando, a fim de ter ciência se esses erros são admissíveis nos resultados finais de sua pesquisa.