Análise dos modelos digitais de superfície gerados por interferometria e radargrametria no estudo de ambientes costeiros amazônicos

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Guimarães, Ulisses Silva [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Radar de abertura sintética; Interferometria; Radargrametria; Ambientes costeiros amazônicos; Synthetic aperture radar; Interferometry; Radargrammetry; Amazon coastal environments
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/150478

A Zona Costeira Amazônica (ZCA) é marcada por uma alta descarga de sedimentos e água doce sob a influência do rio Amazonas, possui ampla plataforma continental, extensas planícies de inundação e planaltos rebaixados. É uma região de clima tropical, caracterizando-se por chuvas e nebulosidade severas, além da influência de macromarés. Este estudo propõe-se a avaliar a precisão de Modelos Digitais de Superfícies (MDSs), elaborados a partir de dados de radar de abertura sintética (SAR) Cosmo-SkyMed (CSK) e TerraSAR-X (TSX), utilizando abordagens de reconstrução tridimensional por interferometria e radargrametria, para caracterizar esse relevo plano e dinâmico da costa amazônica. O estudo foi desenvolvido em quatro experimentos contemplando: i) as variações de linha de costa por meio de detecção de mudanças a partir de imagens ópticas; ii) mapeamento de ambientes costeiros; iii) elaboração e análise de MDSs interferométricos e iv) radargramétricos, por meio das suas respectivas cadeias de processamento SAR. A ZCA teve forte dinâmica nos últimos 15 anos, com acresção total de 5.582,18 km2 e sob a taxa de 372,15 km2.ano-1, erosão total de 5.475,90 km² e sob taxa de 365,06 km2.ano-1, resultando no balanço sedimentar de 106,27 km², com taxa de 7,08 km2.ano-1. O setor Insular Estuarino apresentou a maior dinâmica de linha de costa, com mudanças costeiras de 213,17±56,46 km2 e balanço sedimentar de 20,65±73,59 km2. Os ambientes costeiros amazônicos foram descritos pelo retroespalhamento e pela coerência, os quais compartilharam alta ambiguidade e dispersão elevada, sendo o pior caso de separabilidade e baixa coerência registrado para Planície Costeira. O mapeamento dos diferentes ambientes costeiros resultou em coeficiente Kappa entre 0,46 a 0,51, apontando os ângulos de incidência rasantes e o período seco como mais apropriados para o estudo. Os MDSs interferométricos e radargramétricos foram elaborados em passagens múltiplas de única revisita com compromissos entre ângulos de incidência, linha de base espacial e descorrelação temporal. A acurácia vertical foi realizada por testes estatísticos pareados com levantamentos de campo que resultou em discrepâncias, viés e precisão compatíveis com o Padrão de Exatidão Cartográfica Brasileiro para Produtos Cartográficos Digitais (PEC-PCD), em adição, os MDS foram comparados por meio dos diagramas de Taylor e Alvo. Os MDSs interferométricos alcançaram RMSE entre 9,57 e 25,18 m, com melhor desempenho para o MDS CSK, adquirido com 1 dia de revisita, ângulo de incidência íngreme, no período chuvoso e compatível a escala de 1:50.000, classe A. Entretanto, a abordagem interferométrica não foi capaz de solucionar a reconstrução tridimensional de ambientes que se mostraram incoerentes. Os modelos radargramétricos obtidos pelas abordagens do SARscape e Toutin alcançaram RMSE entre 4,34 e 7,76 m, com melhor desempenho para os modelos de Toutin, que foram compatíveis com a escala 1:50.000, classe A. A radargrametria permitiu a reconstrução tridimensional contínua, incluindo a Planície Costeira de comportamento incoerente. A comparação dos MDSs por meio dos diagramas de Taylor e Alvo, mostrou variações de precisão entre os sistemas CSK e TSX, e suas respectivas condições de aquisição e modelos, com destaque à menor variabilidade e ajuste da correlação para MDSs do sistema TSX, em incidências rasantes, no período seco e gerados pelo modelo de Toutin. O Tabuleiro Costeiro e Terraço Fluviomarinho apresentaram menor erro vertical entre 3,89 e 28,59 m, e entre 3,79 e 20,33 m, respectivamente, enquanto que a Planície Costeira teve maior RMSE entre 4,16 e 26,24 m. O Tabuleiro Costeiro foi o ambiente costeiro mais adequado para estimar altura, com posições plotadas próximas as referências de campo. Os dados CSK e TSX permitiram mapear o relevo plano e dinâmico da ZCA, por meio da banda X, alta resolução espacial e revisita, o que demostrou o suporte para cartografar em detalhe de escala espacial (1:50.000) e frequente atualização (semestral a anual).