Delimitacao de Bacias com TauDEM

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Delimitação com o
TauDEM
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1.1. Processos Básicos no MDE
Para delimitar uma bacia hidrográfica e realizar a extração da rede de drenagem, você vai precisar de um MDE (Modelo 
Digital de Elevação). Todos os processos relacionados ao tema bacias hidrográficas dependem de etapas para o preparo 
do MDE. Alguns algoritmos apresentam dificuldades para processar dados no Sistema de Coordenadas Geográficas. Em 
casos assim, a reprojeção do MDE para o Sistema de Coordenadas Planas é uma tarefa obrigatória.
Nós encorajamos a utilização do MDE SRTM porque estes dados são de domínio público. Para resultados mais apurados, 
o analista pode fornecer o seu próprio modelo de elevação.
Se você nunca utilizou o QGIS para delimitação de bacias hidrográficas e pretende executar este processo com o TauDEM, 
é necessário seguir alguns passos que fazem parte do processo de preparação do MDE SRTM:
• Download do MDE SRTM com Resolução de 30 metros;
• Reprojeção do MDE do Sistema Geográfico para o Sistema Projetado;
• Reprojeção do Limite da sua Área de Estudo em Shapefile para o Sistema Projetado;
• Recorte do MDE SRTM Reprojetado com base no Limite da sua Área de Estudo.
Assumindo que você possui pleno conhecimento das ferramentas para realização dos processos acima, você pode seguir 
para o item 2.1 e iniciar o processo para delimitação de bacias hidrográficas no QGIS com o apoio do provedor TauDEM. 
Não recomendamos a utilização do MDE Topodata porque, para utilizar este dado de altimetria, alguns processos 
adicionais são necessários. Além do texto, estamos disponibilizando vídeos bem detalhados sobre cada algoritmo.
1.2. O cuidado com os nomes de pastas e arquivos
Para obter êxito em todos os processos do QGIS, usuários Windows devem evitar:
• Trabalhar na Área de Trabalho do Windows;
• Trabalhar na pasta Documentos ou Meus Documentos;
• Criar pastas com espaços, cedilha, ponto ou qualquer acentuação;
• Criar nomes de arquivos com espaços, cedilha, ponto ou qualquer acentuação.
A experiência com atendimento nos fóruns e listas de discussão tem demonstrado que o hábito de trabalhar no QGIS 
sem observar os cuidados acima pode prejudicar a execução dos processos. Assim, procure criar pastas do seu projeto 
diretamente no diretório raiz da unidade principal do computador e organize seus dados por meio de caminhos curtos. 
No tutorial, nós criamos uma pasta chamada taudem na unidade de disco C: e colamos os dados de apoio nesta pasta. 
Todos os arquivos processados pelo TauDEM serão direcionados para esta pasta.
1.3. Dados utilizados no Manual
Para reproduzir essa técnica no seu computador, clique sobre a imagem ao lado e 
faça o download dos dados utilizados neste manual. Nossa referência é uma área 
de interesse localizada no município de Rio Branco-AC. Como é do conhecimento 
de todos, a prática pode auxiliar no aprendizado, portanto, faça a delimitação de 
bacias com o TauDEM e tente obter os mesmos resultados.
Capítulo 1
Requisitos Básicos
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1.4. Sobre o provedor TauDEM
O TauDEM (Terrain Analysis Using Digital Elevation Models) é um conjunto de ferramentas para construção de análises 
hidrológicas com base nos Modelos Digitais de Elevação (MDEs).
Principais Destaques
• Desenvolvimento de Modelos Digitais de Elevação hidrologicamente corretos (remoção de depressões); 
• Calcula o caminho de fluxo (direções) e a declividade; 
• Calcula a área de contribuição usando métodos de direção de fluxo simples e múltiplos; 
• Vários métodos para a delimitação das redes de drenagem, incluindo métodos baseados em formulários 
topográficos sensíveis à densidade de drenagem espacialmente variável; 
• Métodos objetivos para a determinação do limiar para delineação de rede de canais com base no fluxo de gotas; 
• Delimitação de bacias hidrográficas e sub-bacias.
1.5. TauDEM: Vídeos sobre Instalação, Configuração e Delimitação
Abaixo seguem todos os procedimentos em vídeo sobre delimitação de bacias no QGIS 2.18.7 através do TauDEM:
Vídeo: Instalação do TauDEM no Windows 10 Pro 64 Bits
Vídeo: Instalação do QGIS 2.18.7 64 Bits
Vídeo: Delimitação de Bacias com TauDEM no QGIS 2.18.7 64 Bits
TauDEM: Documento Oficial sobre Delimitação de Bacias
http://hydrology.usu.edu/taudem/taudem5/TauDEM5DelineatingASingleWatershed.pdf
Download do QGIS 2.18.7 64 Bits Instalação do QGIS 2.18.7 64 Bits
Link para baixar o programa
http://bit.ly/2lFNgmg
Vídeo no Youtube
https://youtu.be/ugudv4UQ33A
Vídeo para Download
http://bit.ly/2zomB3v
Download do TauDEM 5.1.2 64 Bits Instalação do TauDEM 5.1.2 no Windows 10 64 Bits
Link para baixar o programa
http://bit.ly/2A0fj1Y
Vídeo no Youtube
https://youtu.be/ugudv4UQ33A
Vídeo para Download
http://bit.ly/2zomB3v
Delimitação de Bacias Hidrográficas no QGIS 2.18.7 64 Bits
Vídeo no Youtube
https://youtu.be/bs2RVU2J0Ik
Vídeo para Download
http://bit.ly/2ilst2A
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Notificação do Firewall do Windows
Clique no botão Run. Durante a primeira utilização 
dos algoritmos do TauDEM, você receberá uma 
janela de aviso do Firewall do Windows. Apenas 
clique na opção Permitir Acesso. Esta janela de 
aviso deve surgir durante a primeira utilização dos 
algoritmos do TauDEM.
Capítulo 2
Processos do TauDEM
2.1. O Algoritmo Pit Remove
Remove todos os poços, depressões ou buracos 
presentes no MDE. No raster, esses poços são as 
células mais baixas cercadas por um relevo mais 
elevado. A remoção dos poços é o primeiro processo 
executado com os algoritmos do TauDEM.
Com o QGIS aberto, assumindo que você adicionou 
o Modelo Digital de Elevação (MDE), clique no 
painel Processar e localize o algoritmo do TauDEM 
Remover Depressão (Pit Remove):
Ferramentas de Análise de Grade Básicas
Remover Depressão
No item Elevation Grid, informe o seu MDE.
 No item Pit Removed Elevation Grid, selecione a opção Salvar 
em Arquivo. Todos os arquivos raster gerados pelo TauDEM 
devem ser do tipo TIF, o único formato de imagem permitido.
Este é o MDE que será utilizado no processo de 
delimitação de bacias com o TauDEM.
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Criação do Raster Pit Remove
O raster gerado pelo processo do TauDEM é uma cópia do dado original. Após a 
remoção das depressões, este MDE pode ser considerado como hidrologicamente 
corrigido, podendo ser utilizado como base para os processos seguintes. 
Você pode remover o MDE antigo e prosseguir com os processos do TauDEM para 
delimitação de bacias. Lembre-se que o Modelo de Elevação deve considerar os 
indicadores mínimo/máximo para realçar os intervalos reais da elevação.
2.2. O Algoritmo D8 Flow Directions
Esta função gera o raster que mapeia o escoamento de água através do método D8, 
que estima para cada pixel presente na imagem oito direções para o fluxo hídrico. 
O algoritmo D8 Flow Directions gera dois arquivos raster: a direção de fluxo e a 
declividade. 
No painel Processar, execute o algoritmo D8 Flow Directions:
• Informe o MDE no item Pit Filled Elevation Grid;
• No campo D8 Flow Direction Grid, indique um nome para o arquivo;
• O raster D8 Slope Grid é o raster de declividade gerado pelo TauDEM.
• Especifique um local de saída para os dois arquivos que serão gerados.
Ferramentas de Análise de Grade Básicas
Direções de Fluxo D8
O raster D8 Flow Directioné 
similar ao Relevo Sombreado. 
Você pode remover os 
arquivos adicionados pelo 
processo e carregar os arquivos 
TIF localizados na pasta. 
Geralmente eu desmarco a 
opção para adicionar arquivos 
automaticamente.
Além deste raster, um raster 
de declividade (slope) será 
criado, mas não será utilizado 
nos processos seguintes.
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2.3. O Algoritmo D8 Contributing Area
Primeira versão: o limite da bacia em toda extensão
A Área de Contribuição corresponde aos limites de uma bacia hidrográfica determinados pelo ponto de escoamento. 
Este ponto de escoamento é um arquivo Shapefile de pontos definido pelo analista. Este processo deve ser executado 
em três passos: primeiro, cria-se o mapa raster da área de contribuição. Após a criação, é preciso apontar para a foz ou 
exutório da bacia (outlets) e marcar o ponto. Por último, cria-se novamente o raster D8 Contributing Area indicando o 
ponto de escoamento nos parâmetros. O ponto de escoamento pode ser um exutório, barragem ou reservatório.
Este processo será utilizado para gerar duas versões da área de contribuição da bacia. Na primeira fase, criaremos uma 
área de contribuição geral. Esta fase é importante para definir o ponto de exutório. Na segunda fase, vamos executar 
o mesmo algoritmo D8 Contributing Area com o cuidado de informar o exutório nos parâmetros do programa. Desta 
forma, o TauDEM srá capaz de realizar a delimitação de uma sub-bacia específica.
No painel Processar, execute o algoritmo D8 Contributing Area:
Ferramentas de Análise de Grade Básicas
Área de Contribuição D8
Informe o raster de direção de fluxo no 
item D8 Flow Direction Grid;
Nesta etapa, é importante marcar o item
Check for Edge Contamination;
No campo D8 Contributing Direction 
Grid, indique um local para gerar o 
arquivo.
Ao finalizar o processo, você será capaz 
de visualizar a rede de drenagem de uma 
forma mais clara.
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2.4. O Algoritmo Stream Definition by Threreshold
Primeira versão: a rede de drenagem geral
Este processo gera um raster contendo a rede de drenagem. Esta não é a rede de drenagem definitiva: conforme foi 
determinado para o raster D8 Contributing Area, a definição dos córregos deve ser aplicada em duas etapas: uma para 
toda a extensão da área de interesse com a definção de um limiar (threshold) para a criação dos rios de margens simples. 
Na etapa seguinte, essa definição de córrego por limiar deve ser estabelecida apenas para a região da sub-bacia.
No painel Processar, execute o algoritmo Stream Definition by Threshold:
Ferramentas de Análise de Rede de Drenagem
Definição de Limiar para o Fluxo Canalizado
1 - No campo Accumulated Stream Source Grid, informe o raster D8 
Contributing Area gerado no processo anterior;
2 - No campo Threshold, mantenha o limiar com valor 100 ou menor se 
você deseja criar uma rede de drenagem densa;
3 - No campo Stream Raster Grid, especifique o nome e o local de saída 
para o arquivo.
Execute o algoritmo Stream Definition by Threshold pressionando 
o botão Run. Com efeito, o TauDEM irá gerar a rede de drenagem 
segmentada no formato raster. Daqui por diante, vamos definir o exutório 
e repetir os dois últimos processos para definir o limite da sub-bacia.
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2.5. Criação de um novo Shapefile de Ponto
No QGIS 2.18, clique no Menu Camada – Criar Nova Camada – Shapefile.
Para o Tipo de Geometria, selecione 
Ponto e indique o mesmo Sistema de 
Coordenadas do seu projeto para a nova 
camada vetorial. 
Clique no botão OK e selecione uma pasta do computador para salvar o 
novo arquivo.
2.6. Edição do Shapefile de Ponto
O novo shapefile de ponto foi criado, porém, ele não possui uma 
geometria. É preciso acessar a edição de feições e desenhar o 
ponto no local que representa a foz da bacia. Certifique-se de 
verificar se a camada de pontos está marcada pela seleção no 
painel Camadas [1]. Em seguida, clique na ferramenta Alternar 
Edição [2] para ter acesso à edição de feições.
A criação do ponto de exutório depende da localização da sub-
bacia. Basicamente, é preciso apontar o local da barragem ou 
foz e marcar o ponto naquela posição.
Aproxime a visualização para a área que representa a barragem 
ou foz. Use a ferramenta Adicionar Feição [3] e faça a marcação 
na área do exutório. Digite o valor zero e clique em OK.
Pressione novamente o botão Alternar Edição para sair do modo 
de edição de feições do QGIS. É importante fixar o ponto na parte 
branca da drenagem (aproxime a visualização durante a marcação 
do ponto para garantir o seu posicionamento no lugar certo).
Com o ponto de exutório criado, podemos prosseguir com os 
processos de geração da área de contribuição da bacia hidrográfica 
estabelecendo o ponto de exutório para mapear a sub-bacia.
Para salvar as modificações, pressione o botão 
Salvar Edições na Camada [4] (veja a imagem):
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2.7. O Algoritmo D8 Contributing Area
Ferramentas de Análise de Grade Básicas
Área de Contribuição D8
1 - Informe o Flow Direction no item D8 Flow Direction Grid;
2 - Determine o exutório no item Outlets Shapefile;
3 - Nesta etapa, é importante marcar o item Check for Edge Contamination;
4 - No campo D8 Contributing Direction Grid, indique um local para gerar o arquivo.
5 - Pressione o botão Run. Ao finalizar o processo, você será capaz de visualizar a 
área de contribuição de acordo com os limites da sub-bacia.
Segunda versão: geração do limite da bacia a partir do ponto de exutório
Para ampliar a compreensão acerca dos limites de uma sub-bacia, aplicamos um 
algoritmo para inverter as cores do raster de contribuição com intuito de gerar uma 
linha tracejada a partir do ponto de escoamento. De uma forma genérica, este será 
o limite da segunda área de contribuição gerada com auxílio dos algoritmos do 
TauDEM.
No painel Processar, execute novamente o algoritmo D8 Contributing Area:
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2.8. O Algoritmo Stream Definition by Threreshold
Segunda versão: rede de drenagem para o limite da sub-bacia
Siga os passos abaixo para não é a rede de drenagem definitiva a partir da segunda versão do raster D8 Contributing 
Area. No painel Processar, execute novamente o algoritmo Stream Definition by Threshold.
Ferramentas de Análise de Rede de Drenagem
Definição de Limiar para o Fluxo Canalizado
1 - No campo Accumulated Stream Source Grid, informe a segunda versão do raster 
D8 Contributing Area que foi gerado no processo anterior;
2 - No campo Threshold, mantenha o limiar com valor 200 ou menor se você deseja 
criar uma rede de drenagem média;
3 - No campo Stream Raster Grid, especifique o nome e o local de saída para o arquivo.
4 - Execute o algoritmo Stream Definition by Threshold pressionando o botão Run. 
Com efeito, o TauDEM irá gerar a rede de drenagem no formato raster. Desta vez, 
teremos a definição dos córregos gerados no limite da sub-bacia.
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2.9. Delimitação das Microbacias e Rede de Drenagem
Último passo para os processos de delimitação de bacias hidrográficas com o TauDEM. Nesta etapa, vamos transformar a 
rede de drenagem do formato raster para o formato shapefile, definir uma simbologia para as microbacias e gerar o limite 
da sub-bacia. Para concluir esta etapa, vamos definir entradas e saídas para gerar vários arquivos.
No provedor TauDEM, execute o algoritmo abaixo:
Stream Network Analysis Tools – Stream Reach and Watershed
 
Ferramentas de Análise de Rede de Drenagem
Alcance e Fluxo de Bacias Hidrográficas
ENTRADAS
1 - No campo Pit Filled Elevation Grid, informe o raster Pit Remove.
Este foi o primeiro mapa raster criado pelo TauDEM e não deve ser confundido com 
os outros.
2 - No campo D8 Flow Direction Grid, informe o raster D8 Flow Direction.
Este foi o segundo mapa raster processado pelos algoritmos do TauDEM.
3 - No campo D8 Drainage Area, informe o raster D8 Contributing Area.
Estaé a segunda versão da área de contribuição da sub-bacia.
4 - No campo Stream Raster Grid, informe o raster Stream Definition by Threshold.
Esta é a segunda versão da drenagem, ou seja, a drenagem menos densa.
5 - Marque a opção Delineate Single Watershed.
SAÍDAS
6 - No campo Stream Order Grid, informe um local de saída para o novo arquivo 
raster. Este processo gera um raster que representa a hierarquia fluvial.
7 - No campo Watershed Grid, informe um local de saída para o novo arquivo raster. 
Este processo gera um arquivo raster que representa as microbacias.
8 - No campo Stream Reach Shapefile, informe um local de saída para o novo 
arquivo shapefile. Este processo gera a rede de drenagem.
9 - No campo Network Connectivity Tree, informe um local de saída para o arquivo 
de texto. Este processo gera um arquivo cominformações adicionais sobre a bacia.
10 - No campo Network Coordinates, informe um local de saída para o arquivo de 
texto. Este processo gera um arquivo de texto que contendo as coordenadas XYZ 
dos vértices da drenagem.
Na etapa para delimitação de bacias, nós geramos todas as saídas na pasta bacia 
com intuito de ampliar a organização dos arquivos. Daqui por diante, resta configurar 
alguns aspectos estéticos e informativos sobre a hierarquia fluvial e a definição de 
simbologia para as microbacias.
O TauDEM não é um aplicativo com processos de alta complexidade. A grande 
dificuldade reside no mecanismo para instalação da ferramenta. Se você conseguiu 
alcançar um resultado similar ao que foi descrito no artigo, você está pronto para 
experimentar outras ferramentas para uso em análises hidrológicas.
Caso você tenha dificuldades, utilize os vídeos descritos na página 5.
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Acesse as Propridades do Raster e 
clique na categoria Estilo.
Modifique o Tipo de Renderização 
para Banda Simples Falsa Cor [1].
Em seguida, no item Carregar valores 
de Min/Max [2], modifique a Precisão 
para Real [3] e clique em Carregar [4].
Em nosso exemplo, o raster com a 
hierarquia fluvial possui rios de 1ª 
ordem à 4ª ordem. Assim, teremos 
cinco classes porque o plano de fundo 
da imagem deve ser considerado no 
cálculo [5].
No item Modo, selecione o indicador 
Intervalo Igual [6] e digite 5 classes [7].
Clique no botão Classificar [8] e altere 
as cores de modo que o valor zero do 
raster seja associado à corte preta [9].
Para finalizar, clique no botão OK.
Hierarquia Fluvial: a Simbologia
O raster gerado pelo processo Stream Order Grid contém a hierarquia dos rios na sub-bacia. É preciso modificar as 
opções de simbologia para visualizar a classificação hierárquica da drenagem.
Hierarquia Fluvial: a drenagem
Nesta sub-bacia, temos rios da 1ª à 4ª ordem. A área no fundo não deve ser considerada nesta contagem.
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Microbacias: A Simbologia
O raster gerado pelo processo Watershed Grid contém a distribuição das microbacias. É preciso modificar as opções de 
simbologia para visualizar as microbacias em padrões de cores diferentes dos tons de cinza.
Nas novas opções de rampa de cores, selecione a categoria Topography [5]. Selecione a classe sd-a [6] e clique no botão 
OK [7]. Na janela que irá surgir, mantenha o nome da classe como sd-a.
Para salvar as alterações, clique em OK. O tema Topography fornece uma visualização agradável para as microbacias.
Acesse as Propriedades do Raster e modifique o tipo de 
renderização para Banda Simples Falsa Cor [1].
No item Cor [2], selecione a Nova Cor da Gradiente [3].
Troque a opção para cpt-city [4] e clique no botão OK.
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Raster – Converter - Raster para Vetor (Poligonizar)
No item Arquivos de Entrada, informe o raster que representa as microbacias.
No item Arquivo de Saída para Polígonos, indique um nome e um local para o novo shapefile.
Em seguida, marque o campo de nome DN.
Clique no botão OK.
Vetorização das Microbacias
O TauDEM não possui um algoritmo próprio para transformação das microbacias em shapefile, portanto, devemos utilizar 
o módulo padrão do QGIS para transformação de raster.
Representação das Microbacias em Shapefile
A vetorização das microbacias favorece atividades de medição como o cálculo de área geográfica. Altere as opções de 
simbologia do arquivo para que o raster Watershed Grid possa ser utilizado como plano de fundo para o vetor.
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O Problema da Drenagem gerada pelo TauDEM
O TauDEM não possui um método para criação de Arquivos PRJ, portanto, a drenagem no formato shapefile gerada pelo 
processo Stream Reach and Watershed não possui referência espacial. Isso significa que os rios gerados pelo TauDEM 
não serão posicionados sobre a sub-bacia. Para corrigir este problema, devemos evitar a utilização do shapefile que o 
TauDEM carrega automaticamente no QGIS após a execução dos processos. 
Neste artigo, não utilizamos os dados resultantes dos processos: nós procuramos adicionar o raster e o shapefile criados 
diretamente da pasta. Se a drenagem foi adicionada automaticamente, remova o arquivo do QGIS e adicione-o novamente 
ao projeto. Uma janela sobre definição de SRC deve surgir.
Adicionar Drenagem sem Referência Espacial
Adicione a drenagem gerada pelo processo Stream Reach and Watershed. Uma janela de aviso será exibida ao adicionar 
estes dados no projeto do QGIS. Esta janela de aviso indica ausência de informação espacial no dado vetorial. Para 
continuar, informe manualmente o Sistema de Referência de Coordenadas que está sendo utilizado no seu projeto.
Use a função Salvar Como e crie um 
novo Shapefile com o sistema correto.
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A Tabela de Atributos do Arquivo da Drenagem
Simbologia para a Drenagem
Acesse as Propriedades da Camada 
Vetorial e acesse as opções de Estilo.
Selecione um estilo Categorizado e 
classifique os dados de acordo com a 
coluna Order presente na Tabela de 
Atributos.
Você pode organizar o Shapefile da 
rede de drenagem de acordo com as 
cores ou espessuras.
Rios que desaguam no exutório 
possuem uma espessura mais notável 
na bacia.
A Tabela de Atributos do arquivo de drenagem 
apresenta diversas informações adicionais 
acerca da hidrografia.
Uma das colunas mais notáveis é a coluna Order 
que contém a hierarquia fluvial da bacia (para 
este limite de bacia, temos rios da primeira à 
quarta ordem).
Resultado Final: Visualização da Drenagem e Microbacias
As camadas mais importantes para o mapeamento de bacias hidrográficas são estas: limite da bacia hidrográfica, rede de 
drenagem e microbacias. Na imagem abaixo, temos a rede de drenagem e as microbacias.
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Resultado Final: O Limite da Bacia Hidrográfica
Conforme foi demonstrado neste artigo, a área de contribuição representa o limite da bacia hidrografica. Neste caso, as 
microbacias podem ser utilizadas como referência para a definição do limite da sub-bacia. Este limite pode ser gerado com 
algumas ferramentas para Geoprocessamento como Merge (Mesclar) ou Dissolve (Dissolver).
Acompanhe os vídeos inclusos neste documento para aplicar os processos de instalação dos aplicativos QGIS e TauDEM 
para delimitação de bacias hidrográficas. Na demonstração final dos vídeos, utilizamos o geoprocesso Dissolve para definir 
os limites da bacia hidrográfica com base nas microbacias.
Delimitação de Bacias Hidrográfica em outros aplicativos
A exemplo do TauDEM, há uma série de aplicativos que podem ser utilizados no processo de delimitação de bacias 
hidrográficas. Confira a seleção de tutoriais do Processamento Digital e de outros autores.
GeoSaber
Processamento Digital
GRASS GIS: Delimitação de Bacias Hidrográficas e Extração de Redes de Drenagens
Link: http://www.geosaber.com.br/tutoriais/delimitacao-de-bacias-hidrograficas/
ArcGIS 10.1: Super Análise Hidrológica com Spatial Analyst
Link: http://www.processamentodigital.com.br/2013/05/07/arcgis-10-1-super-analise-hidrologica-com-spatial-analyst/ArcGIS 10.2: Delimitação de Bacias Hidrográficas com ArcHydro Tools
Link: http://www.processamentodigital.com.br/2015/03/05/arcgis102-delimitacao-de-bacias-hidrograficas-com-archydro/
QGIS 2.8: Delimitação de Bacias e Extração de Drenagem no SAGA GIS
Link: http://www.processamentodigital.com.br/2015/09/21/qgis28-delimitacao-de-bacias-no-saga/
ArcGIS 10.2: Delimitação de Bacias Hidrográficas com TauDEM
Link: http://www.processamentodigital.com.br/2015/07/06/arcgis-10-2-delimitacao-de-bacias-hidrograficas-com-taumdem/
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Delimitação com o
TauDEM
no Windows 10www.processamentodigital.com.br