Geração de Curvas de Nível com Dados de GPS e Tratamento em SIG

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Rubens A. C. Lamparelli
FEAGRI - UNICAMP
Barão Geraldo
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e-mail: rubens@agr.unicamp.br

Autoria
Rubens A. C. Lamparelli - FEAGRI - UNICAMP
Jansle Vieira da Rocha - FEAGRI - UNICAMP
Cezário Benedito Galvão - FEAGRI - UNICAMP

RESUMO
O Brasil é um país com muita carência de dados e informações, principalmente do meio físico. A agropecuária é uma atvidade muito dinâmica, exigindo atualizações constantes de informações e dados. Nos moldes atuais essas atualizações são muito caras e demoradas de tal forma que, em alguns casos, tornam-se ultrapassadas mesmo antes do seu término. no caso específico de levantamentos do meio físico é evidente a carência de métodos que facilitem e agilizem a coleta de dados.

Este trabalho tem o objetivo de mostrar uma metodologia que permite a geração de curcas de nível a partir de dados captados de satélites, através de GPS (Global Positioning System) , e tratados em Sistema de Informação Geográfica (SIG).

Os dados coletados por GPS são corrigidos e convertidos para o formato compatível com o SIG, neste caso .DXF (Drawing Exchange Format). Utilizando-se de funções especiais, o arquivo DXF é interpretado e transformado para Modelo Digital de Elevação (MDE). O MDE é a representação digital das variações do terreno. Nesta fase o arquivo é trabalhado para que se possa gerar curvas de nível pelo agrupamento dos pixels com as mesmas altitudes. O resultado final são mapas geo-referenciados de curvas de nível, gerados de forma rápida e a um custo mais baixo que os métodos tradicionais de topografia.

ABSTRACT
The lack of information about the environment and the natural resources is critical in Brazil. Agricultural activities are very dynamic and need constant update of information, which is expensive and time demanding. For land survey specifically, there is evident need for methods that speed up and facilitate data collection.

This paper describes a methodology for generating contour maps from GPS and GIS processing

Introdução

O BRASIL é um país com muita carência de dados e informações, principalmente do meio físico. Os mapas existentes hoje, estão desatualizados e nos mais diversos formatos e escalas.

Aliado a esta situação não existe uma política de mapeamento sistemático que permita a atualização dos dados e informações, tão necessárias às mais diversas áreas.

O desenvolvimento tecnológico, principalmente aqueles nas áreas de informática e eletro-eletrônica permitiram avanços significativos no levantamento e tratamento de dados.

Os satélites com a função de imagear a Terra colocam a disposição dados dos mais diversos e dos quais é possível, entre muitos, obter informações de posicionamento. Os satélites da rede NAVSTAR/GPS, orbitando a Terra a 20.000 km de altitude, compõe um sistema projetado para fornecer a posição instantânea, bem como a velocidade de um ponto sobre a superfície da Terra ou próximo a ela, num referencial tridimensional (BLITZKOW,1995).

O avanço da informática permitiu o surgimento de muitas ferramentas dentre as quais se destacam as que possibillitam o tratamento de dados geo-referenciados. Estes sistemas são denominados de Sistemas de Informação Geográfica(SIG) e tem como características principais codificar, armazenar, transformar, manipular e visualizar dados (BURROUGH,1987).

Neste contexto o trabalho tem o objetivo de descrever uma metodologia capaz de gerar curvas de nível a partir de dados oriundos de GPS e tratados via SIG.

Material e método

Para realização do trabalho foi necessário a utilização de equipamentos de recepção e tratamento de dados de posicionamento. Nesse caso utilizou-se GPS da TRIMBLE modelo PathFinder e o software de correção e de coleta de dados. Os software estavam baseados num LapTop-486.

Como sistema de informação geográfica foi utilizado o IDRISI.

A área de estudo localiza-se entre as cidades de Serra Negra e Lindóia no Estado de São Paulo a 150 Km de distância da cidade de São Paulo. Esta inserida em terreno com topografia ondulada abrangendo área de 16 Ha.

Na execução do trabalho foram necessárias duas fases:

a primeira constituiu-se na coleta dos pontos de posicionamento. Este sistema necessita de dois aparelhos de coleta simultânea de dados. Um dos aparelhos é estacionário(BASE) e outro móvel(ROVER). Os pontos coletados pelo rover foram feitos, a pé e a cavalo, de tal maneira que, todas as variações do terreno pudessem ser representadas. Em cada ponto foram armazenados dados de coordenadas horizontal (UTM)e vertical (altitude em metros), mantendo-se a antena do rover sempre a mesma altura do solo.

Concomitantemente a coleta de dados pelo rover, outro sistema de coleta foi instalado em local apropriado, isto é, onde possibilitasse a mais ampla visão possível de horizonte. Este sistema é composto pelo software, Lap-Top, cabo de 30 metros e antena. O software acoplado a antena de recepção do GPS(BASE) armazena os dados no Lap-Top.

A necessidade da coleta simultânea é para se poder aplicar a técnica de correção diferencial. Esta técnica envolve a colocação de uma base contendo um "receiver" em local com coordenadas conhecidas e precisas, coletando dados simultâneamente com outros "receivers", "rovers" e remotos(TRIMBLE,1994).

Os dados coletados pelo aparelho móvel foram transferidos para um microcomputador onde estava instalado o software de correção diferencial Pfinder. O software é composto por vários programas que possibitam corrigir e processar os dados. As opções inclusas no programa ainda permitem saídas para plotters, printers e uma variedades de formatos para os principais SIGs do mercado(TRIMBLE,1992).

Após o processamento dos dados eles foram transformados para o formato .DXF(Drawing Exchange Format) e posteriormente transferidos para o IDRISI;

a segunda etapa constiuiu-se no tratamento dos dados no Sistema de Informação Geográfica Idrisi.

Os dados no formato dxf foram lidos pelo Idrisi e processados de maneira a gerar o Modelo Digital de Elevação(MDE). O MDE é a representação digital da variação contínua do relevo no espaço e contém informações sobre elevação. O MDE espacializa as altitudes determinando que cada pixel tenha um valor.

As curvas de nível foram geradas a partir da reclassificação dos pixels com os mesmos valores de altitude. A reclassificação é realizada separando-se os pixels de um determinado valor, atribuindo valor zero aos pixels que não possuem o valor escolhido.

Resultados

A seqüência de mapas mostrados a seguir tem a finalidade de ilustrar e complementar a descrição apresentada na metodologia quanto a geração das curvas de nível.

O mapa 1 mostra a distribuição dos pontos pelo terreno obdecendo a uma disposição que após a geração do MDE possibilitasse representar as variações do terreno de modo mais verdadeiro possível.

O mapa 2 ilustra o MDE, isto é, a espacialização das altitudes ao longo do terreno. O mapa 3 é a representação 3D do terreno e gerado a partir do MDE.

O mapa 4 é o resultado final com as curvas de nível.

Bibliografia

BLITZKOW,D. Navstar/GPS - Um Desafio Tornado Realidade.Simpósio Brasileiro de Geoprocessamento, III. 12-14 Junho de 1995. POLI/USP. p.429-462.
BURROUGH,P.A. Principles of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment. Oxford University Press, New York. Cap1. 1986.
TRIMBLE NAVIGATION LTDA. Mapping Systems-General Reference. Surveying&Mapping Division - Sunnyvale - Ca/USA. 1994.
TRIMBLE NAVIGATION LTDA. Trimble Pfinder-Software User's Guide. Surveying&Mapping Division - Sunnyvale - Ca/USA. 1992.