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Malha de Elementos Finitos

 

Manual do Usuário do SisBaHiA® 

Pré-processamento, definição de parâmetros e similares:

 

Definição de Contornos e Mapa Base:

*      Imagem para a Definição de Contornos

*      Georreferenciar uma Figura

w  Programa Surfer

w  Programa Grapher

*      Definição de Contornos

w  Contornos de Terra

w  Contornos de Água

*      Mapa Base

 

Imagem para a Definição de Contornos:

A definição dos contornos do corpo d’água a ser modelado pode ser obtida através de diversas bases, como por exemplo:

w  Imagem de satélite, sendo que a fonte mais popular é o Google Earth;

w  Cartas náuticas;

w  Cartas topográficas;

w  Fotos aéreas.

O detalhamento dos contornos deve estar de acordo com os objetivos do projeto e a precisão desejada nos resultados da modelagem.

Qualquer que seja a fonte para obtenção dos contornos do domínio de modelagem, deve-se observar a data em que foi gerada a informação e se houve mudanças nos contornos do corpo d’água desde então. Alguns exemplos destas alterações podem ser: construção de pontes, estradas, aterros, engordamentos ou retrogradações de praias, surgimentos de ilhas devido ao acúmulo de sedimentos, etc.

Caso a base a ser utilizada para a definição dos contornos do corpo d’água a ser estudado estiver impressa em papel (cartas, fotos, etc.), esta deverá ser digitalizada através de um scanner e salva com formato de figura, como por exemplo: *.gif, *.jpg, *.bmp. As imagens de satélite apresentam a vantagem de já estarem disponíveis em meio digital, além da maior possibilidade de obter informações mais atualizadas.

 

Na maior parte das vezes os arquivos digitais de imagens de satélite e de cartas já estão georreferenciados.

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Georreferenciar uma Figura:

Para escalar uma figura sendo ela em: Imagem de satélite; Carta náutica; Carta topográfica; Foto aérea, etc.; precisamos usar programas como: Surfer, Grapher, ArcGIS, etc. Veja a seguir como escalar uma figura e montar um Mapa Base usando os Programas Surfer, Grapher e Didger. Vale ressaltar que estes métodos são atualmente vistos como alternativa, uma vez que já há ferramentas mais eficientes disponíveis, como por exemplo o Google Earth.

Porém essas dicas são importantes para outras etapas da modelagem. Muitas vezes a única informação que se tem de distribuição de sedimentos de fundo, por exemplo, é alguma figura publicada em artigo ou tese. Para extrair essa informação é preciso digitalizar o mapa e colocá-lo nas coordenadas corretas, e assim obter o (x,y,z), sendo z a informação necessária.

Resultado de imagem para sedimentos baía de guanabara

Programa Surfer:

A base digitalizada ou imagem de satélite deve ser importada como ‘Base Map’ pelo programa Surfer, onde serão definidos os contornos do corpo d’água. Neste momento, deve-se proceder a uma correção de escala, porque o Surfer assume uma escala (coordenadas x e y visualizadas no canto inferior direito da tela do Surfer) que não corresponde à escala original do mapa e sim aos números nos pixels da imagem.

Como chamar a base no programa Surfer.

Como escalar a base no programa Surfer.

Na seqüência, após a imagem estar com a escala correta no Surfer, já podem ser definidos os contornos de terra e água do corpo d’água a ser estudado, como apresentado no item a seguir. Os contornos de terra e mar definidos neste mapa formarão o mapa base final de trabalho.

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Programa Grapher:

A base digitalizada ou imagem de satélite deve ser importada como ‘File > Import’ pelo programa Grapher, onde serão definidos os contornos do corpo d’água. Neste momento, deve-se proceder a uma correção de escala, porque o Grafer assume uma escala (coordenadas x e y visualizadas no canto inferior direito da tela do Grafer) que não corresponde à escala original do mapa.

Como chamar a base no programa Grapher.

Como escalar a base no programa Grapher.

Na seqüência, após a imagem estar com a escala correta no Grafer, já podem ser definidos os contornos de terra e água do corpo d’água a ser estudado, como apresentado no item a seguir. Os contornos de terra e mar definidos neste mapa formarão o mapa base final de trabalho.

 

No grapher também é possível digitalizar gráficos para obtenção dos valores da curva, e é feito pelo mesmo processo de mapas.

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Programa Didger:

A base digitalizada ou imagem de satélite deve ser importada como ‘File > Import Bitmap’ pelo programa Didger, onde serão definidos os contornos do corpo d’água. Neste momento, deve-se proceder a uma correção de escala, porque o Didger assume uma escala (coordenadas x e y visualizadas no canto inferior direito da tela do Didger) que não corresponde à escala original do mapa.

Como escalar a base no programa Didger.

Na seqüência, após a imagem estar com a escala correta no Didger, já podem ser definidos os contornos de terra e água do corpo d’água a ser estudado, como apresentado no item a seguir. Os contornos de terra e mar definidos neste mapa formarão o mapa base final de trabalho.

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Definição de Contornos:

Com o mapa base (imagem) apto a ser trabalhado, ou seja, escalado corretamente no Surfer, no Grapher ou no Didger, pode ser feita a definição dos contornos do corpo d’água, de acordo com o domínio de modelagem de interesse.

Os contornos a serem definidos são os contornos fechados, chamados contornos de terra, e os contornos abertos, que representam um limite de conveniência demarcando o domínio em água.

Para exemplificar o procedimento para definição dos contornos, será utilizado como exemplo, uma imagem da Baía de Guanabara, onde serão digitalizados os contornos de terra e de mar.

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Contornos de Terra:

Os contornos de terra representam as margens do domínio de modelagem. Nele são representadas as margens, estuários, como desembocaduras de rios de interesse, ilhas e ilhotas do espelho d’água.

Como digitalizar contornos no Surfer.

Como digitalizar contornos no Grapher.

Como digitalizar contornos no Didger.

Também é possível gerar contornos com mapas gerados no AutoCAD (arquivos com extensão *.dwg). É necessário que o desenho esteja geo-referenciado, ou seja, com coordenadas UTM. O Surfer reconhece o formato base do AutoCAD (*.dxf), que preserva apenas as linhas e pontos georreferenciados, enquanto que o formato *.dwg preserva todas as configurações como blocos, layers e cores. Pode-se usar conversores para transformar a extensão do AutoCAD para um formato compatível com o Surfer. Ou ainda importar diretamente para o Surfer e então exportar em *.bln (formato aceito para contornos no SisBaHiA®).

A digitalização dos contornos de terra e também de mar, como descrito no item a seguir, possibilitará ao usuário a definição do domínio de modelagem para a confecção da malha de elementos finitos.

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Contornos de Água:

O contorno aberto, ou contorno de água ou de mar, representa um limite de conveniência demarcando o domínio em água. Ou seja, o encontro da massa d’água a ser modelada com a massa d’água exterior.

A digitalização do contorno de mar é uma complementação ao contorno de terra. Alguns pontos da digitalização do contorno fechado podem ser utilizados no contorno aberto. Deve-se entender que o contorno de mar representa o limite exterior ao domínio de modelagem. O item apresentado a seguir ilustrará esta representação dos contornos e o resultado final deste processo.

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Mapa Base:

Após executar as etapas anteriormente descritas, o usuário pode unir os contornos de terra e de mar digitalizados para criar o mapa base.

Criando o mapa base no Surfer.

Definindo padrões no mapa base no Surfer.

Com o mapa base criado, com os contornos de terra e de mar definidos, o usuário já pode iniciar a confecção da malha de elementos finitos, descrita no item a seguir.

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Última revisão: 11/07/2017.