Modelagens Tridimensionais Modelo Digital do Terreno e Superfícies Estatísticas Tridimensionais

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Modelagens Tridimensionais: Modelo Digital do Terreno (MDT/MNT) e 
Superfícies Estatísticas Tridimensionais 
 
Paulo Roberto Lopes Thiers 
Departamento de Geografia - Universidade Federal do Ceará 
pthiers@ufc.br 
1 Introdução 
 
 Vários termos são usados com referência a dados digitais de 
superfícies tridimensionais: Modelo Digital do Terreno (MDT/MNT), Modelo 
Digital de Elevação (MDE) e superfícies estatísticas tridimensionais. São dados 
geográficos utilizados para representar grandezas que variam continuamente 
no espaço (THIERS, 2000). 
 
 São usadas em aplicações de análises geoespaciais, geração de 
ortoimagens, engenharia: cálculo de volume de corte e aterro, construção de 
rodovias e barramentos de água, instalações de antenas de telecomunicações 
e muitas outras. Na verdade, aplica-se à modelagem de qualquer fenômeno 
que tenha valores de distribuição contínua sobre uma área, como: dados de 
geologia, aeromagnéticos, topografia, dados de precipitação, gradientes de 
pressão atmosférica, temperatura, geofísica, dados geoquímicos, por exemplos 
(THIERS, 2000). 
 
 A modelagem do relevo do terreno pode ser realizada com base em 
dois modelos de estruturas de dados: vetorial (TIN) e matricial. Entretanto, a 
escolha do tipo de modelo de estrutura de dados a ser utilizada para a 
modelagem digital do terreno, dependerá do tipo dos objetivos da aplicação e 
qual modelagem mais se aproxima da realidade. 
 
 Para aplicações de engenharia, aplica-se o modelo vetorial na 
construção de estradas, estudos de drenagem e intervisibilidade entre pontos 
para instalação de antenas para telecomunicações e outras. O modelo matricial 
poderá ser aplicado na análise hidrológica em zonas de inundação, para a 
determinação de bacias, classes de drenagens e barragens, estudos de 
dispersão de contaminantes, por exemplos. 
 
2 Aquisição de Dados para Modelagem Tridimensional 
 
 Os métodos usados para capturar e armazenar dados de elevação de 
pontos para a construção de superfícies 3D podem ser agrupados por métodos 
de representação vetorial e matricial: 
 
2.1 Aquisição de Dados Modelo Vetorial 
2.1.1 Grade regular (figura 1), com espaçamento fixo, tem suas 
coordenadas tridimensionais E,N e H (sistema de projeção UTM, por 
exemplo) determinadas em campo, para cada ponto da grade, através 
de receptores GNSS (GPS+GLONASS) ou equipamentos de topografia 
(Estação Total). 
 
 
Figura 1 – Grade regular 
Fonte: Aronoff. 1995 
 
 
 
 
2.1.2 Perfis Topográficos do terreno (figura 2), levantados ao longo de uma 
série de linhas paralelas entre si, onde os pontos notáveis do terreno, 
ao longo desses perfis, tem suas coordenadas tridimensionais E,N e H 
(sistema de projeção UTM, por exemplo) determinadas em campo, 
para cada ponto do perfil: 
 
 
Figura 2 – Perfis topográficos 
Fonte: Aronoff. 1995 
 
2.1.3 Curvas de nível (figura 3), digitalizadas de um mapa analógico ou 
produzidas por meio de restituição estereofotogramétrica digital sobre 
imagens aéreas ou satélites: 
 
 
Figura 3 – Curvas de nível digitalizadas 
Fonte: Aronoff. 1995 
2.2 Aquisição de Dados Modelo Matricial 
 
 Centeno & Mitshita (2007), afirmam que na aquisição de modelos 
matriciais devem ser considerados dois conceitos: quando os dados se referem 
aos pontos que atingiram o terreno, fala-se em modelo digital do terreno (MDT), 
enquanto que para o modelo que inclui, além do terreno, os objetos a ele 
superpostos, fala-se em Modelo Digital da Superfície (MDS) (figura 4). 
 
 
 
Figura 4 - Modelo Digital do Terreno 
Fonte: CENTENO & MITSHITA 
 
2.2.1 Tecnologia Laser Scanner (LIDAR) aerotransportado (figuras 5 e 6): 
 
Figura 5 - Modelo Digital de Superfície 
Fonte: CENTENO & MITSHITA 
 
 
Figura 6 - Modelo Digital do Terreno 
Fonte: CENTENO & MITSHITA 
 
 2.2.2 Radar de abertura sintética (SAR) (figura 7) em plataformas aéreas ou 
orbitais (SRTM - Shuttle Radar Topography Mission, por exemplo): 
 
 
Figura 7 - Modelo Digital de Superfície SRTM 
Fonte: EMBRAPA 
 
 
 
 
 2.2.3 Sensores orbitais de média e alta resolução espacial para produção de 
Modelos Digitais de Superfícies com pares estéreos : ASTER, SPOT-
5/HRS, IKONOS2, QuickBird , Worldview2 (figura 8), Worldview3 e 
outros: 
 
 
Figura 8 - Modelo Digital de Superfície Worldview2 
Fonte: http://www.scantherma.com.au/remote-sensing/mining-exploration/high-resolution-
satellite-imagery/worldview-1-2/ 
 
 2.2.4 SONAR (do inglês Sound Navigation and Ranging ou “Navegação e 
Determinação da Distância pelo Som”) é instrumento utilizado para a 
determinação do modelo digital do relevo do fundo dos mares (figura 
9): 
 
 
Figura 9 - Modelo Digital de Superfície – SONAR 
Fonte:http://www.sciencebuzz.org/topics/35W_bridge_collapse_minneapolis/recovery_tech
nology 
3 Criação de TIN 
 
 A superfície tridimensional gerada pela interpolação das 
coordenadas dos pontos coletados é denominada de TIN (sigla em inglês para 
Rede de Triângulos Irregulares) é um modelo de dados com topologia arco-nó 
que representa os fenômenos como um conjunto de triângulos interconectados, 
onde as posições geográficas para os nós que formam os triângulos são 
determinadas por interpolação (figura 10): 
 
 
Figura 10: TIN 
Fonte: http://andersonmedeiros.com/arcgis-fazer-tin-sobrepor-imagem-arcscene/ 
 
 
 
 
 
 
Referências 
 
ARONOFF, S. - Geographic Information Systems – A Management 
Perspective. Ottawa, WDL Publications, 1995. 
 
CENTENO, J. A. S. & MITSHITA, E. A. - Laser scanner aerotransportado no 
estudo de áreas urbanas: A experiência da UFPR. Universidade Federal do 
Paraná – UFPR. Curitiba, Paraná, Brasil 
 
MARTINELLI, M. – Curso de Cartografia Temática. São Paulo, Editora 
Contexto, 1991. 
 
THIERS, P.R.L. - Geotecnologias Aplicadas à Avaliação de Poluição Ambiental 
no Distrito Industrial de Maracanaú – Ceará (2000).