Aplicação de modelos digitais de elevação para a delimitação automática de bacias de drenagem glacial na Península Antártica

Abstract

Este trabalho apresenta o método desenvolvido para delimitação automática de bacias de drenagem glacial da Península Antártica a partir de Modelos Digitais de Elevação (MDE). Foram testados o Antarctic Peninsula 100m Digital Elevation Model Derived from ASTER GDEM (APGDEM), Radarsat Antarctic Mapping Project Digital Elevation Model (RAMP DEM) e algoritmos de fluxo de drenagem e suavização do Quantum GIS (QGIS). Foram utilizados procedimentos de remoção de picos e depressões, definição de limiar para a área de captação com os algoritmos D8, DInf, DEMON e KRA , eliminação de dados superestimados, suavização de vetores com o algoritmo Snakes e agrupamento de subbacias hidrográficas a partir de estatística zonal com dados de referência de Oliveira et al., (2012) e Cook et al., (2014). O APGDEM se mostrou melhor que o RAMP DEM para a área de estudo, pois além de apresentar melhor resolução espacial, possibilitou a geração de redes de drenagem com dados menos superestimados. Os resultados das delimitações automáticas foram comparados e validados por análise morfométrica e índice estatístico Kappa. O algoritmo para extração de rede de drenagem DInf apresentou melhores resultados quando comparado aos dados de referência. O método automático desenvolvido se mostrou eficaz para a delimitação preliminar de bacias de drenagem glacial da Península Antártica. Embora os dados ainda necessitem de trabalho de edição, a metodologia elaborada poderá servir de base para delimitação de geleiras de outras regiões do planeta, contribuindo com estudos relativos ao monitoramento da Criosfera.

This work presents the method developed for automatic delineation of glacial drainage basins of the Antarctic Peninsula from Digital Elevation Models (DEM). The Antarctic Peninsula 100m Digital Elevation Model Derived from ASTER GDEM (APGDEM), Radarsat Antarctic Mapping Project Digital Elevation Model (RAMP DEM) and drainage flow and smoothing algorithms of Quantum GIS (QGIS) were tested. Procedures such as the removal of sinks and peaks, threshold setting for the catchment area with the D8 algorithms, DInf, DEMON and KRA, eliminating overestimated data, smoothing vectors with Snakes algorithm and sub-basins grouping from zonal statistic with reference data by Oliveira et al., (2012) and Cook et al., (2014) were used. The APGDEM proved to be better than the RAMP DEM for the study area, because besides it showed better spatial resolution, it enabled the generation of drainage systems with less overestimated data. The results of the automatic delineation were compared and validated by morphometric analysis and statistical Kappa index. The algorithm for drainage network extraction DInf showed better results when compared to reference data. The developed method has proved to be effective in the preliminary delineation of glacial drainage basins of the Antarctic Peninsula. Although the data still require editing work, the methodology developed could be applied to the delimitation of glaciers in other regions of the planet, contributing to studies related to monitoring the Cryosphere.