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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP3W34P/3NT7EN5
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m21b/2017/05.17.13.26
Última Atualização2017:08.11.17.03.17 (UTC) administrator
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m21b/2017/05.17.13.26.57
Última Atualização dos Metadados2018:06.04.02.27.28 (UTC) administrator
Chave SecundáriaINPE-17858-TDI/2596
Chave de CitaçãoJardim:2017:MéFoQu
TítuloDireções de fluxo em modelos digitais de elevação: um método com foco na qualidade da estimativa e processamento de grande volume de dados
Título AlternativoFlow directions from digital elevation models: a methodology focused on the quality of estimation and processing of large data
CursoCAP-COMP-SESPG-INPE-MCTIC-GOV-BR
Ano2017
Data2017-04-07
Data de Acesso18 maio 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Computação Aplicada)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas133
Número de Arquivos1
Tamanho3992 KiB
2. Contextualização
AutorJardim, Alexandre Copertino
BancaVijaykumar, Nandamudi Lankalapalli (presidente)
Monteiro, Antônio Miguel Vieira (orientador)
Oliveira, João Ricardo de Freitas (orientador)
Sant'Anna, Sidnei João Siqueira
Rennó, Camilo Daleles
Rudorff, Conrado de Moraes
Pellegrino, Sergio Roberto Matiello
Endereço de e-Mailalexandre.@dpi.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2017-05-17 13:27:31 :: xandecj -> yolanda.souza@mcti.gov.br ::
2017-05-18 19:43:45 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> xandecj ::
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2017-05-19 19:12:33 :: xandecj -> administrator ::
2017-06-30 05:06:21 :: administrator -> yolanda.souza@mcti.gov.br ::
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2018-06-04 02:27:28 :: administrator -> :: 2017
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavealgoritmo
direções de Fluxo
modelo digital de elevação
redes de drenagem
fossos
algorithm
flow direction
digital elevation model
drainage networks
pits
ResumoAs direções de fluxo são dados essenciais para modelagem hidrológica. Estas direções permitem simular o caminho que a água e materiais transportados como sedimentos, contaminantes, nutrientes, etc., podem percorrer. Das direções de fluxo são derivadas as delimitações de bacias hidrográficas, as áreas de contribuição dos rios, a rede de drenagem, o comprimento e declividade de trechos de drenagem, os descritores de terreno, o índice topográfico, entre outros. A qualidade destes produtos depende da qualidade das direções de fluxo. As direções de fluxo são extraídas de modelos computacionais de representação do relevo do terreno conhecidos como Modelo Digital de Elevação (MDE). A representação para MDE mais comum e utilizada é a grade regular retangular. Entretanto, os MDE quase sempre possuem células da sua grade onde não é possível definir uma direção de fluxo. Essas células são chamadas de fossos. A remoção dos fossos é necessária para a geração de MDE hidrologicamente consistente. Mas o processo de remoção altera os valores originais de altimetria do MDE. Essas alterações podem introduzir erros e influenciam diretamente na qualidade das direções de fluxo obtidas e, consequentemente, em todos os produtos derivados da grade de direção de fluxos. Esta Tese trata dos aspectos relevantes aos métodos de extração de direção de fluxos. São duas as principais contribuições deste trabalho: (1) apresenta inovações no método para definir direções de fluxo de MDE representado por grade regular, com melhora na qualidade da estimativa para as direções de fluxo e, consequentemente, uma melhora nos produtos derivados destas direções e, (2) projeta, implementa e testa um conjunto de funções que permite a computação destas inovações metodológicas e seu uso para trabalhar com bases de dados de MDE em escala global. Uma nova abordagem híbrida é proposta para a correção de fossos, que procura estabelecer a menor modificação do MDE original e, ao mesmo tempo, não prejudicar a qualidade das direções de fluxos e dos produtos derivados. Uma prova de conceito foi estabelecida com base em estudo comparado, para os resultados do método proposto nesta Tese. O método proposto foi avaliado contra cinco métodos presentes em diferentes ambientes computacionais de processamento para definição de direções de fluxo. Foram comparadas as diferenças entre o MDE original e o corrigido, gerado por cada método testada. As direções de fluxo foram comparadas indiretamente através da qualidade das redes de drenagem obtidas quando se utiliza cada um dos métodos. Foram utilizadas duas áreas-teste. A primeira área compreende um trecho do rio Crepori, um afluente do rio Tapajós localizado na cidade Jacareacanga do estado do Pará. A segunda área compreende toda bacia hidrográfica do Rio Purus. Esta bacia abrange os estados brasileiros do Acre e do Amazonas e parte do Peru. Em uma classificação final, utilizando métricas de qualidade que consideram dois quesitos em conjunto: (a) a menor alteração no MDE original e, (b) a qualidade das estimativas de direção dos fluxos observada indiretamente pela qualidade da rede de drenagem derivada, o método proposto desta Tese obteve o melhor desempenho. ABSTRACT: The flow directions are essential data in hydrological modeling. These directions allow simulating the stream path of water and transported materials such as sediments, contaminants, nutrients, etc. River basin delimitations, river contribution areas, drainage network, length and slope of drainage stretches, terrain descriptors, topographic index, among others, are derived from flow directions. The quality of these products depends on the quality of the flow directions. The flow directions are extracted from computational terrain relief models known as the Digital Elevation Model (DEM). The most common and used DEM representation is the regular rectangular grid. However, DEMs almost always have cells in their grid where it is not possible to define a flow direction. These cells are called pits. The pits removal is necessary to generate MDE hydrologically consistent. However, the removal process alters the original EDM altimetry values. These changes can introduce errors and directly influence the quality of the flow directions obtained and, consequently, all products derived from the flow direction grid. This Thesis deals with aspects relevant to methods of extracting flow directions. There are two main contributions of this work: (1) presents innovations in the methodology to define flow directions from DEMs represented by regular rectangular grids, with improvement in the quality of the estimation of the flow directions and, consequently, an improvement in the products derived from these directions and, (2) designs, implements and tests a set of functions that allows the computation of these methodological innovations and their use to work with DEMs databases on global scale. A new hybrid approach is proposed for pits correction, which seeks to establish the least modification of the original DEM and, at the same time, not to impair the quality of the flow directions and derived products. A proof of concept was established based on a comparative study, for the results of the methodology proposed in this Thesis. The proposed methodology was evaluated against five methodologies present in different computational processing environments for the definition of flow directions. The differences between the original and the corrected DEM generated by each methodology were compared. The flow directions were compared indirectly through the quality of the drainage networks obtained when using each of the methodologies. Two test areas were used. The first area comprises a stretch of the Crepori River, a tributary of the Tapajós River located in the city of Jacareacanga in the state of Pará. The second area comprises the entire catchment area of the Purus River. This basin covers the Brazilian states of Acre and of Amazon and, part of Peru. In a final classification, using quality metrics that consider two questions together: (a) the lowest change in the original DEM and, (b) the quality of the flow direction estimates observed indirectly by the quality of the drainage network. The methodology of this thesis obtained the best performance.
ÁreaCOMP
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5. Fontes relacionadas
Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.22
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F2PHGS
Lista de Itens Citandosid.inpe.br/bibdigital/2013/10.12.22.16 1
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype


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