Cálculo da curva número para bacia hidrográfica urbana utilizando diferentes abordagens de classificação para imagem orbital RapidEye: estudo de caso para o arroio Pepino (Pelotas, RS)

Abstract

O valor da curva-número (CN) é um parâmetro empírico usado na determinação do escoamento superficial direto a partir dos excessos de precipitações, sendo dependente das mudanças de uso e cobertura da superfície. Imagens de alta resolução espacial são importantes para identificar tais mudanças em bacias hidrográficas urbanas. O objetivo deste trabalho foi comparar os efeitos de diferentes mapas de uso e cobertura, produzidos a partir de classificações não-supervisionada (K-médias) e supervisionadas (MaxVer, SAM e SVM) em uma imagem orbital de alta resolução espacial, no cálculo do valor CN da bacia hidrográfica urbana do Arroio Pepino (Pelotas, RS). A hipótese é de que diferentes algoritmos de classificação produzem diferentes mapas de superfície que por sua vez afetam o valor CN final. As classificações foram realizadas em uma imagem RapidEye e 10 classes foram identificadas: água, asfalto, estrada de terra, vegetação (3 tipos) e coberturas (4 tipos). O valor CN de cada classe foi obtido pela comparação com valores tabulados, e o valor CN total foi calculado pela média ponderada considerando a área proporcional de cada classe. O SVM foi o algoritmo de melhor desempenho (acurácia global de 70,36% e índice kappa de 0,66). Os valores finais de CN apresentaram distintas intensidades: CNtotal = 88,96 para SAM, CNtotal = 89,66 para K-médias, CNtotal = 89,94 para SVM e CNtotal = 90,71 para MaxVer. A proximidade entre estes valores foi influenciada pela baixa capacidade de drenagem da bacia estudada mesmo em áreas vegetadas. Diferenças nas proporções das classes afetam o valor do CN final da bacia, e sua qualidade é altamente dependente da acurácia da imagem classificada. O valor da curva-número (CN) é um parâmetro empírico usado na determinação do escoamento superficial direto a partir dos excessos de precipitações, sendo dependente das mudanças de uso e cobertura da superfície. Imagens de alta resolução espacial são importantes para identificar tais mudanças em bacias hidrográficas urbanas. O objetivo deste trabalho foi comparar os efeitos de diferentes mapas de uso e cobertura, produzidos a partir de classificações não-supervisionada (K-médias) e supervisionadas (MaxVer, SAM e SVM) em uma imagem orbital de alta resolução espacial, no cálculo do valor CN da bacia hidrográfica urbana do Arroio Pepino (Pelotas, RS). A hipótese é de que diferentes algoritmos de classificação produzem diferentes mapas de superfície que por sua vez afetam o valor CN final. As classificações foram realizadas em uma imagem RapidEye e 10 classes foram identificadas: água, asfalto, estrada de terra, vegetação (3 tipos) e coberturas (4 tipos). O valor CN de cada classe foi obtido pela comparação com valores tabulados, e o valor CN total foi calculado pela média ponderada considerando a área proporcional de cada classe. O SVM foi o algoritmo de melhor desempenho (acurácia global de 70,36% e índice kappa de 0,66). Os valores finais de CN apresentaram distintas intensidades: CNtotal = 88,96 para SAM, CNtotal = 89,66 para K-médias, CNtotal = 89,94 para SVM e CNtotal = 90,71 para MaxVer. A proximidade entre estes valores foi influenciada pela baixa capacidade de drenagem da bacia estudada mesmo em áreas vegetadas. Diferenças nas proporções das classes afetam o valor do CN final da bacia, e sua qualidade é altamente dependente da acurácia da imagem classificada.

O papel do meio físico e relevo na ocupação humana: potencialidades, vulnerabilidades e impactos ambientais (enchentes, erosão e assoreamento) na trajetória histórica da região de Araraquara (SP)

“…Realizou-se para algumas destas áreas estimativas conservadores do escoamento superficial decorrente de eventos pluviométricos, subsidiadas por classificações não supervisionadas de uso dos solos e cálculos de curva-número (cf. Nagel et al 2020) Para a identificação de locais mais vulneráveis a erosão, procurou-se verificar a existência de terrenos que atendem os critérios de Tricart (1977) para delimitar áreas predominantemente transmissoras de fluxos e energia que ocorram em paralelo a: 1locais que combinem unidades geológicas mais vulneráveis a desagregação por fluxos hídricos superficiais e declives maiores (>20 graus) que a média da área; 2locais como os anteriormente citados no item "1", e que também situam-se perpendiculares as direções usuais de ventos mais intensos na área, conforme caracterizados por Atlas ambiental do Plano Diretor de 2005 de Araraquara; 3locais que apresentem declives pontualmente obtusos (>50 graus de inclinação) associados pela literatura (Meaulo, 2007;Cheliz, 2016) a possíveis descontinuidades e planos de falhas geológicas, que configuram zonas de fraqueza para a ação erosiva (sobretudo pluvial).…”

“…Por vezes, tais quadros herdados da natureza podem constituir potencialidades, fatores que favorecem a ocupação humana em determinado período técnicotais como solos férteis, fontes de águas potáveis e terrenos estáveis. Simultaneamente, o meio físico pode apresentar também vulnerabilidadesfragilidades e características desfavoráveis, que, se expostas a determinadas condições (e.gespecíficas formas de uso dos solos), podem levar a ocorrência de impactos ambientais (e.genchentes, erosão de solos, assoreamento e poluição de águas), que incluem efeitos nocivos aos próprios grupos humanos (Ab`Saber, 2004;Mirabella e Allacker, 2018;Nagel et al 2020;Boisvert, 2020).…”