Considerando a incerteza em DEMs de levantamentos topográficos repetidos: orçamentos de sedimentos aprimorados

Resumo Levantamentos topográficos repetidos estão se tornando cada vez mais acessíveis, e possíveis em resoluções espaciais mais altas e em maiores extensões espaciais. Modelos digitais de elevação (DEMs) construídos a partir de tais levantamentos podem ser usados para produzir mapas de DEM de Diferença (DoD) e estimar a mudança líquida em termos de armazenamento para orçamentos morfológicos de sedimentos. Embora esses produtos sejam extremamente úteis para monitoramento e interpretação geomorfológica, as incertezas de dados e modelos os tornam propensos a interpretações errôneas. Dois novos métodos são apresentados, que permitem uma estimativa mais robusta e espacialmente variável das incertezas dos DEMs e propagam essas incertezas para avaliar as consequências das estimativas de mudança geomorfológica. O primeiro se baseia em um sistema de inferência fuzzy para estimar a variabilidade espacial da incerteza de elevação em DEMs individuais, enquanto o segundo método modifica essa estimativa com base na coerência espacial das unidades de erosão e deposição. Ambas as técnicas permitem a representação probabilística da incerteza em uma base célula por célula e a delimitação do orçamento de sedimentos em um intervalo de confiança especificado pelo usuário. A aplicação dessas novas técnicas é ilustrada com 5 anos de dados de levantamento de alta resolução de um trecho trançado de 1 km do rio Feshie nas Terras Altas da Escócia. O trecho foi encontrado consistentemente degradacional, com entre 570 e 1970 m³ de erosão líquida por ano, apesar do fato de que, espacialmente, a deposição cobriu uma área de superfície maior do que a erosão. Nos dois períodos mais chuvosos, com extensa inundação da planície trançada, a análise de incerteza limitando a um intervalo de confiança de 95% resultou em uma porcentagem maior (57% para 2004–2005 e 59% para 2006–2007) de mudança volumétrica sendo excluída do orçamento do que nos anos mais secos (24% para 2003–2004 e 31% para 2005–2006). Para esses dados, a nova análise de incerteza é geralmente mais conservadora volumetricamente do que uma análise padrão de nível mínimo de detecção espacialmente uniforme, mas também produz resultados mais plausíveis e fisicamente significativos. As ferramentas estão disponíveis em uma aplicação de software Matlab orientada por assistente, disponível para download com este artigo, e podem ser calibradas e estendidas para aplicação em qualquer nuvem de pontos topográficos (x,y,z). Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.