Profissionais de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) precisam constantemente adquirir dados geográficos na web para cumprir uma série de finalidades ligadas a análises geoespaciais e produção de mapas.
Modelos Digitais de Elevação (MDE) constituem um amplo conjunto de dados geográficos utilizados por profissionais em estudos que se relacionam com altitude, drenagem, topografia, geomorfologia, entre outros.
Seja você um estudante ou profissional experiente de SIG, com toda certeza irá precisar adquirir Modelos Digitais de Elevação para realizar algum projeto de análise geoespacial. Este processo pode ser um pouco trabalhoso se você não sabe muito bem onde encontrá-los ou não entende o que são ou como, quando e porque utilizá-los.
Para ajudá-los, o Blog da GeoSense criou este conteúdo exclusivamente dedicado a apresentar sucintamente o que são Modelos Digitais de Elevação, quando utilizá-los e quais são as principais fontes de dados gratuitas para download de MDE’s.
O que são Modelos Digitais de Elevação?
Modelos Digitais de Elevação (MDE) são dados geográficos de natureza raster que representam matrizes da superfície terrestre nas quais cada célula da grade irá representar um valor associado à média de elevação de determinada área.
Embora menos comum, MDE’s podem também ser representados como dados vetoriais denominados de TIN (Triangular Irregular Network) contendo informações de elevação, declive e aspectos tridimensionais, sendo mais indicados para o cálculo de volumes.
Estes modelos podem ser obtidos por diferentes metodologias, utilizando sensores como o LiDAR, o Radar ou métodos modernos de Fotogrametria Digital.
Grande parte dos MDE’s disponíveis para download gratuito na web são de natureza raster e foram obtidos por metodologias vinculadas a satélites, embora também possam ser obtidos utilizando drones, aeronaves ou sensores terrestres.
De modo geral, MDE’s obtidos utilizando drones irão sempre apresentar uma resolução espacial ligeiramente maior do que aqueles obtidos por satélite e esta é uma das principais razões para que drones tenham se tornado poderosos aliados de estudos que se relacionam com a geomorfologia e a topografia da superfície terrestre.
Entretanto, se você precisa de um modelo que represente grandes áreas da superfície terrestre ou não necessita de uma resolução espacial muito alta, você pode recorrer a MDE’s obtidos por meio de satélites e disponibilizados gratuitamente por agências governamentais. Estes modelos também apresentam resoluções satisfatórias e possuem muitas aplicações para profissionais de geoprocessamento e sensoriamento remoto.
Para que você entenda um pouco mais sobre Modelos Digitais de Elevação, abaixo iremos apresentar sucintamente a terminologia que envolve os MDE’s, sendo este um ponto que normalmente causa muitas confusões, principalmente para quem está apenas começando.
Terminologia para Modelos Digitais de Elevação (MDE)
Modelos Digitais de Elevação (MDE) ou Digital Elevation Models (DEM) são termos genéricos que incluem dois tipos diferentes de modelos de elevação.
Em geral, utiliza-se os termos Modelos Digitais de Terreno (MDT) e Modelos Digitais de Superfície (MDS) para descrever dois tipos de MDE’s que possuem características ligeiramente diferentes.
O MDT ou Digital Terrain Model (DTM) é um modelo de elevação no qual está representado valores de altitude que se referem à superfície terrestre sem nenhum objeto por sobre o solo, como vegetação ou construções.
O MDS ou Digital Surface Model (DSM) é um modelo de elevação que representa valores de altitude que incluem objetos físicos dispostos por sobre o solo. A grande maioria dos MDE’s disponibilizados gratuitamente na web são classificados como Modelos Digitais de Superfície (MDS).
Quais são as principais aplicações de Modelos Digitais de Elevação?
Saber onde adquirir e como processar MDE’s são conhecimentos essenciais para profissionais de geoprocessamento e sensoriamento remoto, uma vez que este formato de dados apresenta muitas possibilidades de aplicações técnicas.
Basicamente, você irá utilizar MDE’s quase sempre que precisar realizar análises geoespaciais ligadas a aspectos tridimensionais da superfície terrestre, cruzando dados raster e vetoriais para criar mapas e análises complexas acerca do espaço geográfico.
O uso mais popular de MDE’s se refere a criação de plantas topográficas e curvas de nível, sendo comum que se utilize modelos de elevação obtidos por meio de drones associados a técnicas de Fotogrametria Digital ou LiDAR.
Entretanto, podemos também utilizar MDE’s obtidos por satélite e disponibilizados gratuitamente em plataformas da web. Estes MDE’s são capazes de cumprir uma série de finalidades, incluindo a criação de plantas topográficas em projetos nos quais não é exigido uma resolução espacial muito alta.
Em geral, estes modelos apresentam em média resolução espacial de 30 metros com amplitude de representação global e são mais que suficientes para análises espaciais ligadas a drenagem, declividade, hidrografia e estudos de geomorfologia e relevo.
MDE’s são ainda amplamente utilizados em projetos de urbanização, construção civil e arquitetura. Nestes casos são exigidos modelos de elevação com uma resolução espacial ligeiramente maior e que normalmente são obtidos por drones ou tecnologias como o LiDAR.
Além disso, MDE’s permitem a criação de Modelos 3D que podem ser visualizados em ambientes de Realidade Virtual (VR) e Realidade Aumentada (AR) ou manufaturados com tecnologias de Impressão 3D para compor maquetes interativas e peças decorativas.
5 Fontes de Dados Gratuitas de Modelos Digitais de Elevação (MDE)
As aplicações de Modelos Digitais de Elevação (MDE) representam um extenso campo de atuação para profissionais de SIG e mesmo que você seja apenas um profissional iniciante, em algum momento de sua carreira profissional com toda certeza você irá precisar adquirir MDE’s disponibilizados na web gratuitamente.
Para ajudá-lo, abaixo listaremos 5 fontes de Dados Gratuitas de MDE’s acompanhadas de uma breve descrição de cada uma delas, incluindo as metodologias de obtenção e resolução espacial média.
1 –SRTM
SRTM é uma sigla para Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) e representa modelos digitais de elevação obtidos utilizando uma técnica de sensoriamento remoto denominada de Interferometria de Radar.
Modelos SRTM são considerados como modelos semi-globais, apresentando cobertura espacial de em média oitenta por cento da superfície terrestre, excetuando-se apenas as latitudes mais próximas dos polos.
A versão mais recente e a mais recomendada para quem pretende utilizar modelos SRTM é a NASA SRTM V3 de 2013/2014 com resolução espacial média de 30 metros, sendo suficiente para a maioria de projetos ligados a estudos de relevo, altitude, geomorfologia e hidrografia.
Estes são os Modelos Digitais de Elevação mais utilizados por profissionais de geoprocessamento em todo o mundo e você pode fazer o download gratuito de modelos NASA SRTM V3 por meio da plataforma da USGS Earth Explorer.
Você também irá encontrar modelos SRTM obtidos por outras agências governamentais, como a CGIAR (Consultative on International Agricultural Research) ou a DLR (German Aeroespacial Center).
2 – ASTER
ASTER é uma sigla para Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) e representa um sensor projetado em conjunto entre a NASA e o Japão que deu origem aos modelos ASTER GDEM (Global Digital Elevation Model).
Estes modelos foram obtidos por meio de imagens digitais de satélites utilizando técnicas de estereoscopia ótica e fotogrametria digital. As primeiras versões de modelos ASTER GDEM apresentavam uma resolução espacial média de 30 metros para os EUA e 90 metros para o resto do mundo.
A versão mais recente é a ASTER GDEM v.3 e você pode fazer o download destes modelos por meio da plataforma USGS Earth Explorer. Esta versão apresenta resolução espacial média de 30 metros e cobertura global, incluindo latitudes próximas aos polos.
Entretanto, por serem obtidos utilizando sensores óticos, modelos ASTER apresentam uma série de interferências ligadas a presença de nuvens, tornando-os ligeiramente inferiores a outros modelos como o SRTM em termos de qualidade.
3 – ALOS
Outro modelo digital de elevação que você pode encontrar gratuitamente na web é o ALOS, sigla para Advanced Land Observing Satellite, desenvolvido pela JAXA’s (Japanese Aerospace Exploration Agency).
Assim como o ASTER GDEM, este modelo foi obtido por meio de imagens digitais de satélite e técnicas de estereoscopia ótica e fotogrametria digital, utilizando um sensor denominado PRISM (Panchromatic Remote-Sensing Instrument For Stereo Mapping).
A versão mais recente é a ALOS AW3D30 v3.1 de 2020 e apresenta resolução espacial média de 30 metros e cobertura global.
Por utilizar algoritmos mais avançados vinculados a um processamento de dados mais eficiente, os modelos ALOS apresentam um maior nível de detalhamento e são ligeiramente mais fiéis à realidade que os modelos ASTER, mesmo que os dois tenham sido obtidos por técnicas de sensoriamento remoto similares.
Você pode fazer o download gratuito de modelos da ALOS World 3D por meio da plataforma OpenTopography, onde também irá encontrar uma série de outros modelos digitais de elevação desenvolvidos por diferentes agências governamentais.
Além disso, a JAXA’s também oferta MDE’s de cobertura global com resolução espacial média de 5 metros. Entretanto, estes modelos ainda não são disponibilizados gratuitamente e você deve estar dispostos a investir um valor elevado para ter acesso a eles.
4 – COPERNICUS DEM
Estes modelos são um pouco mais recentes que os SRTM, ASTER ou ALOS e foram produzidos por organizações governamentais europeias e disponibilizados gratuitamente pela plataforma OpenTopography.
O COPERNICUS DEM compreende MDE’s globais atualizados, com resolução espacial média de 30 metros e que apresentam um excelente detalhamento da superfície terrestre, sendo superiores a grande maioria dos modelos digitais de elevação presentes no mercado atualmente.
Os modelos COPERNICUS DEM foram obtidos utilizando dados WorldDEM da missão espacial da TanDEM-X da DLR em conjunto com a Airbus, os quais foram submetidos a um processo complexo de edição para serem capazes de garantir uma qualidade homogênea para qualquer posição do globo.
Estes são modelos excelentes para quem busca uma fonte de dados gratuita, atualizada, com boa resolução e excelente detalhamento visual.
5 – MERIT DEM
MERIT é uma sigla para Multi-Error-Removed Improved Terrain e estes modelos foram processados a partir de modelos SRTM, sendo desenvolvidos para serem capazes de retirar objetos físicos dispostos sobre o solo e aproximando-os o máximo possível a Modelos Digitais de Terreno (MDT).
Uma vez que metodologias de Interferometria de Radar e Estereoscopia Ótica não são capazes de obter MDT’s, os modelos MERIT DEM são uma excelente opção para quem deseja trabalhar utilizando MDT’s aproximados criados a partir de MDS’s.
Embora ainda não sejam perfeitos, os modelos MERIT DEM estão em constante aprimoramento e já é possível acessar modelos globais com resolução espacial média de 90 metros e disponibilizados gratuitamente por meio do site oficial do MERIT DEM.
Entretanto, mesmo sendo gratuito, para acessar e fazer o download dos modelos é necessário que você peça uma senha de acesso diretamente pelo site oficial.
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Se você deseja aprender mais sobre onde adquirir dados geográficos, recomendamos que acesse o conteúdo da GeoSense intitulado Onde Fazer o Download de Dados Espaciais? Conheça Os 16 Melhores Bancos de Dados Geográficos em 2021.
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