terça-feira, dezembro 03, 2013

Caracterização Morfométrica de Bacias Hidrográficas utilizando o GRASS

A caracterização morfométrica tem como objetivo esclarecer várias questões associadas ao relevo e a dinâmica do escoamento superficial de uma bacia hidrográfica. Tal caracterização é feita com base nas principais medidas físicas e serve de instrumento para diversas aplicações relacionadas aos recursos hídricos.

Utilizando a extensão r.basin do GRASS, é possível extrair os atributos hidrológicos que compõem a caracterização morfométrica, para tanto, é necessário que o usuário informe a coordenada do exutório da bacia hidrográfica. Neste exemplo irei utilizar a imagem SRTM SB-24-Z-C como área de estudo.

1 - Convertendo o sistema de projeção da imagem SRTM para UTM


Utilizando o terminal, entre na pasta que contém a imagem e digite o seguinte comando:
$ gdalwarp -s_srs "EPSG:4326" -t_srs "EPSG:31984" SB-24-Z-C.tif dem.tif

Desta forma o raster será reprojetado para a projeção UTM Fuso 24 Sul (Datum SIRGAS 2000).

2 - Configurando a Location e o Mapset do GRASS


Abra o GRASS na janela do terminal (digitando "grass") e siga os próximos passos:

  • Escolha Location Wizard:

  • Defina o nome da Location e clique em next:

  • Na próxima tela, escolha a opção indicada abaixo:

  • Clique em "Browse" e procure o raster dem.tif:

  • Será exibida a tela de sumário, clique em "Finish"

  • No próximo passo, clique em "Yes":

  • Defina o nome do mapset e clique em "Start GRASS":



3 - Modificando as cores do Raster:


No terminal onde a sessão do GRASS está aberto, digite:
$ r.colors map=dem color=elevation

Para visualizar o resultado no  "Map Display", adicione esta camada através da opção "Add rast map layer" (Control + Shift + r):


4 - Preparando o MDE para a análise morfométrica:


Com o comando r.fill.dir são removidos os "sinks" (células cercadas por outras com maiores elevações), que produzem a descontinuidade do escoamento superficial descendente para uma célula vizinha.
$ r.fill.dir input=dem elevation=dem.filled direction=filled.dir


O próximo passo consiste em criar duas superfícies para análises hidrológicas através do comando r.watershed, são elas: a superfície de fluxo acumulado (accumulation) e a rede de drenagem matricial (streams).
$ r.watershed -fa elevation=dem.filled accumulation=accumulation \
stream=streams convergence=5 threshold=62

OBS: O threshold define o tamanho mínimo a ser considerado como uma área de contribuição para a bacia hidrográfica.
Para áreas de 0,5 km2 (500.000 m2) foi utilizado um valor igual a 62  (500.000 / 90x90), onde 90x90 é a resolução espacial de uma imagem SRTM).

5 - Instalando as extensões necessárias:


Instale uma a uma, as extensões a seguir:
$ g.extension extension=r.stream.angle
$ g.extension extension=r.stream.basins
$ g.extension extension=r.stream.del
$ g.extension extension=r.stream.distance
$ g.extension extension=r.stream.extract
$ g.extension extension=r.stream.order
$ g.extension extension=r.stream.pos
$ g.extension extension=r.stream.preview
$ g.extension extension=r.stream.stats
$ g.extension extension=r.ipso
$ g.extension extension=r.wf

E por último, a extensão r.basin:
$ g.extension extension=r.basin


6 - Realizando a caracterização morfométrica:


Deve-se escolher como coordenada do exutório um ponto que toque a rede de drenagem matricial, neste caso a coordenada escolhida foi a seguinte: (619.241,988946 E || 9.207.668,119428 N)
$ r.basin map=dem.filled prefix=out \ 
easting=619241.988946 northing=9207668.119428 threshold=62

7- Resultados:


O comando r.basin gera os seguintes resultados:

  • Layers: limite da bacia hidrográfica, rio principal, exutório e rede de drenagem da bacia:
  • Gráfico: Curva hipsométrica:

  • Planilha: é gerado um arquivo csv contendo o resultado da análise:


  • Saída no terminal:


7 comentários:

Infosoluções disse...

bom demais!!!!!!

Wagner Wolff disse...

Grande Marcello sempre ajudando o pessoal da hidrologia !!
Eu tentei rodar esta rotina, mas ela está dando um erro quando rodo o r.basin, mostrando esta mensagem:

File "C:\OSGeo4W\apps\Python27\lib\sre_constants.py", line
18, in
from _sre import MAXREPEAT
ImportError: cannot import name MAXREPEAT

sabe me dizer o que é ?
Estou usando Windows

Abraço

Marcello Benigno disse...

Olá Wagner, como não uso o Windows não sei o que pode ter acontecido. Dê uma olhada nesse link, acho que ele pode te ajudar: http://goo.gl/LsmUAY

Aichely Rodrigues disse...

olá, como aparece a tabela com os dados

Marcello Benigno disse...

Ela é gerada no diretório em queo GRASS está ativo no terminal. Por padrão no diretório home, mas se você não encontrar o arquivo lá, digite pwd, ou tente encontrá-lo com o find.

Aichely Rodrigues disse...

Olá Marcelo eu não consegui, relendo acho que deve ser porque não fiz o primeiro passo do tutorial. Eu estou usando o WINDOWS e o GRASS 6.4.3. Como faço HELP!!

Marcello Benigno disse...

Aichely Rodrigues, a versão do GRASS para Windows não funciona tão bem quanto a versão do Linux. Não tenho como te dizer qual é o erro pois não uso Windows a um bom tempo.