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B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

SENSORIAMENTO REMOTO APLICADO À AVALIAÇÃO DE ÁREAS DE INUNDAÇÃO NA BACIA AMAZÔNICA VIA IMAGENS DE RADAR JERS-1

André Tavares da Silva Barbosa 1
Guilherme Alvarez dos Santos 1
Leonardo Rocha Louback 1
Augusto César Vieira Getirana 2
Joecila Santos da Silva 2
Otto Corrêa Rotunno Filho 1, 2
(1. Escola Politécnica/UFRJ; 2. Programa de Engenharia Civil - COPPE/UFRJ)
INTRODUÇÃO:

O princípio básico envolvido nos métodos de sensoriamento remoto é que, em diferentes faixas de comprimentos de ondas/freqüências, cada tipo de objeto reflete ou emite uma certa intensidade de luz, que é dependente dos atributos físicos ou da composição do objeto em estudo. A classificação de imagem de satélite, por sua vez, tem sido uma ferramenta de grande utilidade na área ambiental. Com essa ferramenta, é possível realizar diversas análises. Entre elas, pode-se destacar as alterações da quantidade de água de uma bacia hidrográfica em função do regime hidrológico do rio. A bacia do rio Negro, inserida na região Amazônica, foi empregada como estudo de caso, contemplando o estudo da planície de inundação nos períodos de cheia e vazante. Nesse contexto, buscou-se realizar os procedimentos inerentes ao processamento de imagens obtidas pelo radar JERS-1, correspondentes à banda C, polarização VV, na faixa de microondas do espectro eletromagnético. O estudo abrangeu desde o georreferenciamento até a definição das áreas de inundação por meio de classificação não supervisionada e supervisionada, incluindo algumas estatísticas de textura. A partir desse referencial, desenvolveu-se um estudo de avaliação da grandeza das planícies de inundação nas épocas caracterizadas como cheia e vazante na região de estudo.

METODOLOGIA:

Inicialmente, é realizada a análise estatística dos dados de estações fluviométricas, existentes ao longo do rio Negro, monitoradas pela Agência Nacional de Águas - ANA, com enfoque nas vazões mínimas e máximas. A partir da análise dos dados fluviométricos, que permite caracterizar o período da cheia e da vazante, empregaram-se duas (2) imagens do satélite japonês JERS-1, disponibilizadas via o projeto de mapeamento global da floresta tropical (Global Rain Forest Mapping – GRFM). O GRFM, referente à América do Sul, adotou como principal objetivo a cobertura global da Amazônia por mosaico de imagens do satélite. Cada mosaico engloba 5o de latitude por 5o de longitude, em dois (2) períodos hidrológicos significativos na Amazônia: período de vazante de 1995, e período de cheia de 1996. A presente pesquisa analisou três (3) tipos de respostas espectrais associadas aos seguintes alvos: água, floresta ou vegetação não inundada, áreas sujeitas a inundação. A delimitação das áreas de inundação foi feita a partir de uma classificação não supervisionada seguida de uma classificação supervisionada usando o método da distância mínima e da máxima verossimilhança, através do programa de processamento digital de imagens ENVI 3.2. Adicionalmente, explorou-se o uso das texturas de dissimilaridade e contraste, conjugadas com a banda original, no procedimento de identificação das áreas inundáveis.

RESULTADOS:

Inicialmente, registra-se que a introdução de estatísticas de textura como dissimilaridade e contraste, conjugadas com a banda original, permitiu uma melhora nos índices de precisão da classificação da imagem para os alvos escolhidos quando contrastados com os resultados obtidos empregando-se somente a banda original C-VV do JERS-1. Com base nos dados hidrológicos e na área obtida pela classificação das duas imagens de satélite relativas aos períodos de cheia e vazante, foi possível construir uma relação simplificada cota versus área inundada para a região estudada. Mais ainda, foi feita a análise estatística de vazões máximas anuais, ajustadas segundo as distribuições log-normal, Gumbel e exponencial e avaliadas segundo os critérios de Kolmogorov-Smirnov e Qui-quadrado. No caso do presente estudo, a distribuição adotada foi a log-normal. Assim, foi possível construir a curva de vazões máximas anuais versus diferentes tempos de recorrência. Nesse sentido, obteve-se, para o período de cheia, ano de 1996, um tempo de recorrência de 3,5 anos para a cota observada nos registros fluviométricos (28,39 m), enquanto a estimativa da cota de cheia milenar foi calculada em 31,65 m.

CONCLUSÕES:

O estudo de caso permitiu mostrar a possibilidade de uso de imagens de radar para o mapeamento de áreas inundáveis. Mais ainda, a pesquisa possibilita a exploração da dinâmica das áreas de inundação, incluindo períodos de vazante e cheia, de forma a melhor quantificar o hidrograma na foz do rio Negro, até o momento não adequadamente mensurado. A associação das imagens de sensoriamento remoto, de grande abrangência espacial, com dados hidrológicos tradicionais, como cotas e vazões, permite estimar tempos de recorrência e risco de inundação para diferentes áreas da Amazônia. Essas informações representam subsídios valiosos em modelos hidrodinâmicos e hidrológicos de escoamento para a bacia do rio Negro e, de forma mais geral, no processo de desenvolvimento futuro da região. As limitações do estudo estão na disponibilidade, no momento, de apenas dois mosaicos de imagens de radar obtidos para a vazante de 1995 e para a cheia de 1996. Destaca-se que estão sendo avaliadas alternativas de novos sensores para que seja possível uma adequada cobertura espacial e temporal que o presente tipo de estudo requer.

Instituição de fomento: Programa de Educação Tutorial- PET CIVIL UFRJ– DEPEM/SESu/MEC; CNPq; Projeto CAPES/COFECUB No. 516/05
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Planície de inundação; Sensoriamento remoto; Modelagem hidrológica de bacias hidrográficas.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006