Ferramentas para Modelagem e Monitoramento de Bacias Hidrológicas

Apresentação teórica e prática de ferramentas livres desenvolvidas no INPE para modelagem e monitoramento de bacias hidrográficas. CURSO - Universidade Federal da Bahia – UFBA.

O material pode ser utilizado desde que respeitada a licença:

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Ferramentas para Modelagem e Monitoramento de Bacias Hidrológicas by Laercio M. Namikawa is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License.

Monitoramento de Bacias Hidrológicas

Delimitação de Áreas de Preservação Permanente

Apresentação sobre a Legislação Ambiental e ferramentas de geoprocessamento para Mapa de Distâncias, Modelos Numéricos de Elevação, Declividade, Extração de Topo de Morro e Largura de Drenagem.

Definição de Uso e Cobertura com GeoDMA

Material do Curso e Instalação

O material do curso compreende a plataforma TerraHidro e o GeoDMA, os quais são plugins do TerraView. Neste curso, os plugins estão em TerraViews diferentes e devem ser instalados de maneira independente. Os dados são armazenados em SGDB (Sistema Gerenciadores de Bancos de Dados) gratuitos como MySQL, Postgres e PostGIS, e, aqui será utilizado somente o banco Postgresql.

Os arquivos de instalação do TerraHidro, GeoDMA e do SGDB Postgresql no sistema operacional Windows estão disponíveis no material que acompanha este tutorial. O download pode ser realizado abaixo:

Aplicativos

Dados

Para este estudo de caso, foi selecionada a bacia do Rio Pojuca, no estado da Bahia. O limite da bacia foi retirado do site do MMA, que disponibiliza em formato Shapefile (http://mapas.mma.gov.br/ms_tmp/ottobacias.shp). A linha de drenagem do rio Pojuca foi obtida a partir do site da ANA (http://hidroweb.ana.gov.br/HidroWeb.asp?TocItem=4100), que disponibiliza shapefiles com as grandes bacias brasileiras. O dado de drenagem utilizado está disponível em escala 1:250000.

As linhas de drenagem e limites da bacia com área adicional foram processados no TerraView e salvos em formato Shapefile.

Os dados de elevação do SRTM foram obtidos em resolução de 1 arco-segundo (de http://earthexplorer.usgs.gov/) e de 3 arco-segundos (de http://srtm.csi.cgiar.org/).

Para o GeoDMA, a definição de Uso e Cobertura do Solo é executada sobre uma imagem RapidEye em resolução espacial de 5 metros, que recobre a área em torno da foz do rio Pojuca. A imagem RapidEye pode ser obtida do MMA (http://geocatalogo.mma.gov.br/index.jsp). Além da imagem original, foi criada uma imagem no SPRING (www.dpi.inpe.br/spring) com as bandas 345 realçadas para facilitar a identificação de alvos.

Drenagem, Elevação e Imagens

Banco de dados do TerraView com as imagen RapidEye

Instalação do Servidor POSTGRESQL

Após o download e a descompressão do arquivo “GeoDMA, Postgres e DLLS”, execute o postgresql-9.4.4-1-windows-x64.exe como administrador.

Setup
	- (Next >)       * na Janela Bem-Vindo (welcome)
Setup – Installation Directory
	- (Next >)     * manter o diretório para instalação do banco
Setup – Data Directory
	- (Next >)     * manter o diretório para criar os dados
Setup – Password
	- {Password ⌨ postgres} * sugerimos o mesmo nome da conta
	- {Retype Password ⌨ postgres}
	- (Next >)
Setup – Port
	- {Port ⌨ 5432}      * manter o valor
	- (Next >)
Setup – Advanced Options
	- (Locale ▼ <selecione seu país>)      ou deixe o valor padrão (default)
	- (Next >)
Setup – Ready to Install
	- (Next >)
Setup –Installing
	* aguarde instalação
Setup – Completing the PostgreSQL Setup Wizard
	- ( ⬜ Stack Builder …)     * desative  o  item
	- (Finish)

Testar a conexão com o banco de dados utilizando aplicativo “pgAdmin III”. Execute pgAdmin III instalado junto com o postgresql:

pgAdmin III
	- (Navegador de objetos – Servidores (1) | PostgresSQL 9.4 localhost:5432)
	- (PostgresSQL 9.4 (localhost:5432))   +  [Conectar]
Conexão ao Servidor
	- {Senha ⌨ postgres}
	- (Salvar Senha)       * para que não seja solicitada na próxima conexão.
	- (OK)
pgAdmin III
	* Verifique que o banco “postgres” está disponível.

Instalação do TerraView com Plug-in TerraHidro

Após o download e a descompressão do arquivo “TerraView com plugin TerraHidro 0.4.4” para o caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\, execute o programa “TerraViewHidro 0.4.4-x86.exe”.

	TerraViewHidro 0.4.4 (x86) Setup Installation Options
	- (Next >)     * manter os itens selecionados
	- (Install >)     * local de instalação pode manter o padrão
	* Aguarde a instalação.
	- (Close)

Verificando a instalação do TerraView: Execute o TerraViewHidro 0.4.4-x86 instalado e verifique se o programa inicia. Caso apareça janela de “Erro do sistema”, execute os passos:

- Executar o arquivo vcredist_x86.exe no caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\

	Microsoft Visual C++ 2010 x86Redistributable Setup
	- (I have read and accept the license terms)     * selecionar o item
	- (Install)
	* Aguarde a instalação.
	- (Finish)

Instalação do TerraView com Plug-in GeoDMA

Após o download e a descompressão do arquivo “GeoDMA, Postgres e DLLS”, execute o programa “install_geodma-0.2.2.exe”.

	GeoDMA-0.2.2  Setup Installation Options
	- (Next >)     * manter os itens selecionados
	- (Install)     * local de instalação pode manter o padrão
	* Aguarde a instalação.
	- (Close)

Verificando a instalação do GeoDMA: Verificando a instalação do TerraView: Execute o GeoDMA-0.2.2 instalado e verifique se o programa inicia. Caso apareça janela de “Erro do sistema”, execute os passos:

- Executar o arquivo vcredist_x86.exe no caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\

- Selecionar o caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\

- clique duplamente sobre o arquivo MS7_DLL.zip

- descompactar e copiar o conteúdo para a pasta onde o GeoDMA está instalado (geralmente em: C:\Program Files (x86)\GeoDMA-0.2.2)

- Responda SIM para permissão do administrador windows

Instalação dos Dados

Descomprimir o arquivo “Drenagem, Elevação e Imagens” para o diretório C:\CursoTerraUFBA\Dados.

O arquivo comprimido “Banco de dados do TerraView com as imagens RapidEye” contém um backup do banco para o GeoDMA. Descomprimir somente se precisar pular os passos de importação para o diretório C:\CursoTerraUFBA\TViewDB. Caso contário, somente criar o diretório C:\CursoTerraUFBA\TViewDB

Tutorial

Baixar e descomprimir o arquivo Tutorial.

O tutorial é composto de slides e de uma apostila prática.

Slides

Os slides são:

  • Geotecnologias_DPI_UFBA - Apresentação da DPI
  • 01_VisaoG_TerraHidro - Apresentação sobre o TerraHidro
  • 02_Instalacao_TerraHidro - Instalação do TerraHidro e GeoDMA
  • 02_PreparaDados_TerraHidro - Captura de telas com sequencia de execução da prática com TerraHidro
  • 03_GeoDMA - Captura de telas com sequencia de execução da prática com GeoDMA

Prática

O índice da prática é:

  1. Introdução
  2. Instalação da versão Windows
    1. Servidor POSTGRESQL de Banco de Dados
    2. Instalação do TerraView com Plug-in TerraHidro
    3. Instalação do TerraView com Plug-in GeoDMA
  3. Estudo de Caso - TerraHidro
    1. Criar o Banco de Dados
    2. Importar e Preparar Dados
      1. Importar Dados de Elevação
      2. Importar Dados de Limite de Bacia e Drenagem
      3. Recortar Dados de Elevação
      4. Combinar Dados de Elevação
    3. Extrair Rede de Drenagem
      1. Extrair Fluxos Locais
      2. Calcular Área de Contribuição
      3. Determinar Rede de Drenagem
      4. Determinar Segmentos de Drenagem
      5. Vetorizar os Segmentos de Drenagem
      6. Visualizar a Drenagem sobre a Altimetria
    4. Delimitar Bacias Hidrográficas
      1. Delimitar bacia para cada trecho de drenagem
      2. Vetorizar bacia para cada segmento de rede de drenagem
      3. Definir Pontos Isolados para Delimitação de Bacias
      4. Delimitar bacia para cada ponto definido sobre a rede de drenagem
      5. Vetorizar bacia
    5. Emprego do Height Above Nearest Drainage - HAND
      1. Criar a Grade de Diferença de Altimetria HAND
      2. Definir Faixas de Altimetria HAND
    6. Outras Ferramentas do Terra
      1. HidroCriar a Grade de Declividade em %
      2. Calcular Comprimento e Delimitar Rio Principal
  4. Estudo de Caso - Geo DMA
    1. Criar o Banco de Dados
    2. Importar e Preparar Dados
      1. Importar Dados de Imagem RapidEye
      2. Comparar a Imagem RapidEye com a Drenagem do TerraHidro
    3. Segmentar a Imagem
      1. Iniciar o Plug-in GeoDMA
      2. Segmentar com Algoritmo Baatz
    4. Extrair Atributos dos Segmentos da Imagem
      1. Selecionar os Dados de Entrada
      2. Extrair Atributos
      3. Visualizar Atributos
    5. Classificar Segmentos da Imagem por Método Não-Supervisionado
    6. Classificar Segmentos da Imagem por Classificação Supervisionada
      1. Treinar
      2. Classificar
      3. Visualizar e Analisar a Classificação