Avaliação da aplicação dos dados do radar de abertura sintética Sentinel-1 para o mapeamento de inundação em áreas urbanas, periurbanas e rurais
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ana Clara Mourão Moura
Otto Corrêa Rotunno Filho
Otto Corrêa Rotunno Filho
Resumo
As inundações são eventos recorrentes que causam desastres naturais, afetando extensas áreas
e um número elevado de pessoas, resultando em perdas humanas e econômicas significativas.
Elas ocorrem tanto em áreas rurais quanto urbanas, com impactos mais acentuados nas últimas.
Em países tropicais, as inundações frequentemente resultam de chuvas intensas, representando
um desafio para a obtenção de imagens de sensores que operem no intervalo óptico, devido à
presença frequente de nuvens. Os radares de abertura sintética, especialmente o Sentinel-1,
surgem como uma alternativa viável, emitindo ondas eletromagnéticas na faixa do micro-ondas,
que atravessam nuvens e possibilitam o monitoramento em diversas condições atmosféricas.
Com o aumento dos desastres naturais, as metodologias baseadas em sensoriamento remoto
tornaram-se essenciais para mapear inundações, oferecendo uma visão abrangente dos
desastres. Os radares de abertura sintética, em uso há décadas, são empregados para mapear
inundações, sendo os satélites Sentinel-1A e 1B partes dessa abordagem. Apesar de alguns
questionamentos sobre a adequação do Sentinel-1 para o mapeamento de áreas urbanas,
diversos estudos utilizaram técnicas como a identificação de limiares e a detecção de mudanças
para identificar inundações com imagens de radar. No Brasil, a falta de estudos aprofundados
sobre o uso de radares de abertura sintética para identificação de inundações, especialmente em
áreas urbanas, representa uma lacuna na pesquisa em sensoriamento remoto. O presente estudo
visa preencher essa lacuna, investigando a aplicação das imagens do Sentinel-1 na identificação
e mapeamento de inundações, especialmente em áreas urbanas. O trabalho também busca
avaliar a eficácia das metodologias aplicadas, comparando os resultados com mapas de
validação fornecidos pela colaboração internacional “The International Charter Space and
Major Disasters” e imagens ópticas obtidas com o satélite Sentinel-2. O presente estudo
mostrou que a aplicação das imagens obtidas com o satélite Sentinel-1 pode ser limitada para
inundações urbanas em áreas restritas, onde a acurácia global ficou em torno de 0,08 em Rio
Branco – Acre, contra 0,95 em Beledweyne – Somália, onde as áreas urbanas inundadas se
encontravam em uma extensão muito maior.
Abstract
Floods are recurring events that cause natural disasters, affecting extensive areas and large
numbers of people, resulting in significant human and economic losses. They occur in both
rural and urban areas, with more pronounced impacts in the latter. In tropical countries, floods
often result from intense rainfall, posing a challenge for obtaining images from sensors
operating in the optical range due to the frequent presence of clouds. Synthetic Aperture Radars
(SAR), especially Sentinel-1, emerge as a viable alternative, emitting electromagnetic waves in
the microwave range that penetrate clouds, allowing monitoring under various atmospheric
conditions. With the increase in natural disasters, remote sensing-based methodologies have
become essential for mapping floods, offering a comprehensive view of these disasters.
Synthetic Aperture Radars, in use for decades, are employed to map floods, with the Sentinel1A and 1B satellites being part of this approach. Despite some concerns about the suitability of
Sentinel-1 for mapping urban areas, several studies have used techniques such as threshold
identification and change detection to identify floods using radar images. In Brazil, the lack of
in-depth studies on the use of Synthetic Aperture Radars for flood identification, especially in
urban areas, represents a gap in remote sensing research. This study aims to fill this gap by
investigating the application of Sentinel-1 imagery in the identification and mapping of floods,
particularly in urban areas. The work also seeks to evaluate the effectiveness of the applied
methodologies by comparing the results with validation maps provided by the international
collaboration 'The International Charter Space and Major Disasters' and optical images obtained
from the Sentinel-2 satellite. The present study showed that the application of images obtained
from the Sentinel-1 satellite can be limited for urban floods in restricted areas, where the overall
accuracy was around 0,08 in Rio Branco, Acre, compared to 0,95 in Beledweyne, Somalia,
where the flooded urban areas were much more extensive.
Assunto
Satélites artificiais em sensoriamento remoto, Radar de abertura sintética, Solos - Inundação
Palavras-chave
previsão de inundações, radar, satélite, área urbana