Detecção e monitoramento de processos erosivos em margens de rios utilizando-se Interferometria Diferencial por Radar

Autores

¹Gamba, C.; ²Rosa, R.; ³Nogueira Jr., J.B.; ⁴Lázaro, J.

¹INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS Email: carlosgamba@ipt.br
²BRADAR INDUSTRIA S/A Email: rafael.rosa@bradar.com.br
³SANTO ANTÔNIO ENERGIA S/A Email: joaobosco@santoantonioenergia.com.br
⁴BRADAR INDUSTRIA S/A Email: juliano.lazaro@bradar.com.br

Resumo

Este trabalho descreve o uso da técnica DInSAR (Interferometria Diferencial por Radar de Abertura Sintética), gerada com a Banda P, e da diferença entre modelos digitais de superfície (DSM), gerada com a Banda X, na detecção de movimentos da superfície causados por processos erosivos nas margens de Rio Madeira. A área de estudo caracterizou-se por um trecho de rio que se inicia no barramento da UHE Santo Antônio, no município de Porto Velho (Rondônia), e se estende até o município de Humaitá (Amazonas). A metodologia foi estabelecida a partir da comparação de séries temporais geradas pelo radar, com medições obtidas em campo. Os resultados apontaram um desempenho positivo desta tecnologia. Acredita-se, entretanto, que a utilização de métodos de processamento mais robustos pode melhorar a qualidade dos resultados. De qualquer forma, constata-se que esta aplicação já apresenta um grande potencial para o monitoramento de movimentos da superfície do terreno em larga escala. Como já é de conhecimento, a natureza é um ambiente dinâmico. Muitas vezes, fenômenos capazes de produzir transformações no meio físico ocorrem de maneira lenta e levam milhões de anos para se concretizarem. Em alguns casos, as mudanças podem ser constatadas em questão de meses ou, até, dias. No mundo tropical, entre as alterações do meio que podem ser observadas num curto intervalo de tempo estão os processos erosivos, essencialmente aqueles vinculados aos ciclos hidrológicos. Monitorar tais eventos nem sempre é uma tarefa fácil, em especial quando se trata de conduzir esta ação com o objetivo principal de prevenir alterações bruscas no meio físico que sejam capazes de trazer prejuízos à economia e à sociedade. Um dos fatores que dificultam a realização desta tarefa é a necessidade de monitorar estes fenômenos de perto, o que nos obriga, na maioria das vezes, a instalar uma rede de equipamentos que possa fornecer informações precisas, em tempo real, sobre uma determinada dinâmica permitindo assim a tomada de decisões antes da ocorrência de um evento adverso. O sensoriamento remoto, já há um bom tempo, tem sido uma alternativa viável quando se trata de observar movimentos da superfície causados ou não por processos erosivos, principalmente devido à sua capacidade de levantar informações sobre áreas mais extensas. A técnica da Interferometria Diferencial obtida por Radar de Abertura Sintética, ou simplesmente DInSAR, foi desenvolvida para efetuar medições de pequenas oscilações da superfície terrestre. Experiências com esta tecnologia, que opera sobre as diferenças de fase entre duas ou mais aquisições feitas por um sensor SAR, acoplado a uma plataforma orbital ou aérea, vem sendo desenvolvidas por vários pesquisadores ao longo dos últimos anos. Trabalhos anteriores realizados sobre dados SAR gerados nas Bandas C e X, têm demonstrado o potencial desta ferramenta na medição de pequenas movimentações da superfície, em escala centimétrica ou até milimétrica. Mas apesar do uso desta tecnologia ter se expandido de maneira mais pronunciada na Europa a partir dos anos de 1990, em virtude principalmente da preocupação com os movimentos causados por abalos sísmicos, a DInSAR já vem sendo utilizada desde o final da década de 1980. No Brasil, contudo, em detrimento do pioneirismo estabelecido com o uso de um SAR aerotransportado, no levantamento de informações da superfície, realizado dentro dos projetos RADAM e RADAMBRASIL, as aplicações com a DInSAR são recentes. Experimentos realizados a partir de dados obtidos por um SAR interferométrico que trabalha com a Banda X, foram iniciados no início da década de 2010 com o intuito de monitorar a estabilidade de taludes e as deformações superficiais na Mina de Ferro de Carajás, no Estado do Pará, e constataram o potencial deste recurso tecnológico na medição de movimentações da superfície em um ambiente tropical. Entretanto, aquisições de radar feitas a partir de plataformas orbitais, operando nas Bandas X e C, não só podem apresentar limitações em razão de interferências causadas pela atmosfera, como também podem se mostrar inadequadas para algumas aplicações, por não permitirem a obtenção de informações da superfície do terreno quando a área de interesse encontra-se coberta por uma densa cobertura florestal, condição que pode ser superada quando se utiliza radares que trabalham com as Bandas P ou L. Essa possibilidade de penetração das ondas do radar abaixo da estrutura do dossel torna-se um diferencial importante pois permite, além de levantamentos topográficos precisos, a medição de processos erosivos e de sedimentação que ocorrem no interior da floresta. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da técnica DInSAR, gerada a partir de aquisições sucessivas com um SAR aerotransportado operando com a Banda P, e da subtração entre modelos digitais de superfícis (DSM), gerados com a Banda X, na identificação e quantificação de processos erosivos de margem de rio caracterizados basicamente pela movimentação vertical do terreno. O trecho escolhido para este estudo compreende uma faixa marginal que se estende por aproximadamente 240km ao longo do rio Madeira em direção à jusante, a partir da barragem da UHE Santo Antônio, no município de Porto Velho (RO), até o município de Humaitá (AM). A aquisição e o processamento dos dados de radar bem como as atividades de campo foram realizados entre os meses de agosto de 2015 até julho de 2016.

Keywords

Radar; DInSAR; Processos erosivos

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