Este documento descreve os passos para delimitar bacias hidrográficas e rede de drenagem utilizando algoritmos do GRASS no QGIS. Inicialmente, é adquirido um MNT do projeto Topodata e importado no QGIS. Em seguida, o MNT é reprojetado para um SRC métrico e aplicam-se algoritmos do GRASS para gerar mapas de drenagem, bacias e segmentos de fluxo. Por fim, esses resultados são convertidos de raster para vetor.

1. Delimitação de Bacias Hidrográficas, rede de drenagem e
outros parâmetros utilizando-se de algoritmos do GRASS no
QGIS
Lucas Barbosa Cavalcante
Engenheiro Agrimensor / Mestre em Meteorologia
Agosto, 2017

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● MNT (Modelo Numérico de Terreno)
É uma representação matemática computacional da
distribuição de um variável geoespacial e que ocorre dentro de
uma região da superfície terrestre.
A geração de tais modelos podem ser dividas em (02) duas
etapas bem distintas:
● 1ª etapa: aquisição das amostras (amostragem);
● 2ª etapa: do modelo propriamente (interpolação).

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● MNT (Modelo Numérico de Terreno)
A aquisição dos dados necessários para a geração do MNT
podem ser os mais variados, podendo ser adquiridos por:
● arquivos digitais;
● bases topográficas;
● levantamentos em campo (topografia, GNSS, dentre outros);
● Através de pares estéreos de imagens de sensoriamento
remoto;
● Imagens de radar.

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● MNT (Modelo Numérico de Terreno)
Neste tutorial iremos trabalhar com imagens advindas de
radar, especificamente da missão SRTM (Shutlle Radar
Topography Mission).
A referida missão foi um projeto conjunto entre a NASA
(Agência Espacial Norte-Americana), a NIMA (Agência de
Imageamento e Mapeamento Norte-Americana), a DLR
(Agência Espacial Alemã) e a ASI (Agência Espacial Italiana),
cujo objetivo foi produzir dados digitais da topografia de 80% da
superfície terrestre, entre 60º N e 57º S de latitude. Os dados
SRTM foram coletados a cada 1 arco de segundo
(aproximadamente 30 m) em uma grade de latitude/longitude,
utilizando-se de técnicas de interferometria por radar.

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Topodata
Iremos utilizar o Modelo Digital de Elevação (MDE) do projeto
Topodata, desenvolvido pelo INPE, com base nas imagens da
SRTM
A partir de agora será descrito o passo a passo para a
aquisição do MNT e posterior delimitação de Bacias
Hidrográficas.

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Acesse o endereço eletrônico:
http://www.dsr.inpe.br/topodata/

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Clique em Acesso

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Clique no link para abrir o mapa interativo

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Serão utilizadas imagens referentes ao Estado de Alagoas, logo,
aplicamos um zoom sobre está região.

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
7 (sete) imagens
contemplam todo
o Estado de Alagoas

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Ao clicar em qualquer retângulo presente no mapa, aparecem diversas
informações, clique em Altitude.

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1º Passo – Aquisição dos dados de elevação
● Será realizado o Download do arquivo de altitude referente a área que
clicamos. Finalizando este processo teremos um arquivo zipado, que
quando extraído terá uma imagem em formato *.tif

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2º Passo – Baixando o QGIS (caso necessite)
● O software QGIS pode ser adquirido através do endereço:
http://qgis.org/pt_BR/site/
● Será utilizado a versão 2.18.12 que é a atual versão de longa duração, os
passos para baixar o programa se encontram a seguir.

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2º Passo – Baixando o QGIS (caso necessite)

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2º Passo – Baixando o QGIS (caso necessite)
Basta escolher
para qual
sistema
operacional
deseja a
instalação.
Se sua opção
for pelo Linux,
clique abaixo
para saber
como instalar:
CLIQUE AQUI

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3º Passo – Utilizando o QGIS
1 – Barra de menu;
2 – Barras de ferramentas;
3 – Painéis;
4 – Área do mapa;
5 – Barra de status
Compreensões básicas da interface do QGIS

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4º Passo – Importando o MNT para o QGIS
Clique no ícone de Raster na barra de ferramentas lateral

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4º Passo – Importando o MNT para o QGIS
Para importar o MNT também pode ser seguido o passo abaixo:
Na barra de menu,
clicar em
Camada, depois
Adicionar camada
em seguida
Raster …

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4º Passo – Importando o MNT para o QGIS
Depois de importado o MNT aparecerá no painel de Camadas:

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4º Passo – Importando o MNT para o QGIS
É muito importante prestar atenção no EPSG da camada importada,
como iremos gerar informações métricas, temos que trabalhar com sistema de referência
cartográfica (SRC) em unidades métricas.
O EPSG 4326, faz referências ao SRC WGS84, projeção
latlong, logo, suas unidades estão em graus. Sendo assim
temos que reprojetar estas camada para uma que seja
métrica, iremos utilizar a projeção UTM, datum WGS84,
código EPSG 32725.
OBS: tem que saber qual o fuso UTM correspondente a sua
área de estudo.

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5º Passo – Reprojetando o MNT
Para reprojetar uma camada no QGIS pode-se realizar diversos
procedimentos, o mais fácil é Clicar com o botão direito em cima da camada, depois
clicar em Salvar Como ...

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5º Passo – Reprojetando o MNT
Ao abrir a janela de Salvar Como ...
Clique em Buscar… escolha a pasta
e o nome do arquivo que deseja salvar
Clique no ícone e aparecerá:
Digite o código
EPSG ou busque
na lista.

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5º Passo – Reprojetando o MNT
Depois de realizado o processo anterior a imagem reprojetada será
carregada juntamente com a anterior no painel de Camada
Como agora existem
duas camadas com
SRC diferentes, o
QGIS coloca o termo
‘Dinâmica’ para avisa
isso.
OBS: É interessante
que se crie um novo
arquivo somente com
a camada em UTM.

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Com a imagem reprojetada iremos trabalhar com menu Processar,
é importante verificar se os módulos do Grass estão ativos, para isso:
Clique no menu
Processar, depois
em Opções...

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Na janela de Opções de Processamento, verificar se o provedor do
GRASS está ativado, como mostrado nas imagens abaixo:

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Depois da verificação, voltar ao menu Processar e clicar na
Caixa de ferramentas
Irá aparecer um
menu na lateral
direita da janela do
programa mostrando
diversos algoritmos
que o QGIS possui.

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Iremos buscar pelo algoritmo r.watershed

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Ao abrir a janela do algoritmo teremos diversas opções sendo a mais
importante a Minimum size of exterior watershed basin, ela que vai dimensionar o tamanho
mínimo da bacia gerada, neste tutorial usaremos o valor de 4000.

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Continuando as opções iremos focar em 3 (três) produtos básicos,
deixando os mesmos marcados nas opções.
Os produtos a serem marcados são:
Drainage direction (Direção de drenagem)
Unique label for each watershed basin
(Criação das bacias hidrográficas)
Stream segments (Segmentos de fluxo)

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6º Passo – Aplicação dos algoritmos do GRASS
Depois de clicar em Run, os seguintes produtos serão gerados.
Segmentos de fluxo Bacias hidrográfica Direção de drenagem
OBS: neste MNT especificamente temos uma grande área de oceano, nesta área
podem ser encontrados valores errôneos para os parâmetros, o que pode corrigido
realizando um recorte da área de estudo mas detalhada.

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7º Passo – Convertendo o raster para vetor
Os arquivos de segmentos de fluxo (rede de drenagem) e as bacias
hidrográficas, podem ser convertidos em vetores, respectivamente, linhas e polígonos.
Basta ir no menu Raster → Converter → Raster para Vetor (poligonizar)

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7º Passo – Convertendo o raster para vetor
Na janela que abrir selecione o arquivo de entrada, iremos começar
pela rede de drenagem, depois escolher o onde o arquivo de saída será salvo e marcar o
Campo de nome

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7º Passo – Convertendo o raster para vetor
Depois de poligonizado a rede de drenagem ficará desta forma:

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7º Passo – Convertendo o raster para vetor
Depois de poligonizado as bacias hidrográficas ficam desta forma:

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Lucas Barbosa Cavalcante
cavalcantelb@gmail.com
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