Análise das alternativas de processamentos GPS para detecção de deslocamentos verticais de terra em áreas urbanizadas

Abstract

Resumo: Vivemos em um ambiente que sofre constantes modificações seja devido às intempéries ou pela intervenção do homem. Historicamente, o Brasil está entre os países mais afetados por inundações e desastres naturais no mundo. A maioria dos desastres naturais estão associados aos eventos climáticos, sendo eles responsáveis por desencadear inundações, vendavais, granizo e deslizamentos de terra. Mais de 60% destes eventos ocorrem no sul e sudeste do Brasil. Dentre os desastres naturais, 80% dos 10 maiores estão relacionados a inundações e deslizamentos. Buscando relacionar essa temática com as Ciências Geodésicas foi elaborado o projeto que contempla este trabalho. Neste contexto, em uma área densamente urbanizada em Curitiba, no Estado do Paraná, Brasil, foram implantadas duas redes de monitoramento. Denominadas de Rede Externa e Rede Interna. A primeira engloba três pontos estáveis que possibilitaram o processamento relativo dos dados GPS dos pontos da Rede Interna. A segunda rede contêm os pontos do monitoramento na área instável. Para esta rede foram realizados processamentos dos dados GPS com o serviço PPP-IBGE e relativo com e sem os pontos da Rede Externa. Além disso, nesta rede, dados de nivelamento geométrico foram levantados, que serviram de referência para os desníveis calculados com os dados da Rede Interna. Com os dados GPS de ambas as redes, foram efetuadas análises a cerca de alguns erros sistemáticos atuantes nas observáveis. Foram idealizadas diversas configurações das redes, desde uma injunção a até oito injunções, na Rede Externa, e a até quatro injunções na Rede Interna. Foi determinado que devido aos comprimentos das linhas de base formadas, a melhor configuração para as redes analisadas foram as com somente uma injunção. Foi constatado que a melhor máscara de elevação para o propósito do trabalho é a de 15°, em que o emprego dos parâmetros de calibração de antenas GPS da BCAL/UFPR provêem resultados mais satisfatórios. Além disso, foi verificado que quando comparados somente os desníveis gerados pelas altitudes ortométricas e em outro conjunto os mesmos provenientes das altitudes elipsoidais, no melhor dos casos analisados, em somente 24% o sentido dos deslocamentos foi inverso. Conclui-se que qualitativamente o GPS pode indicar se está ocorrendo algum processo na área analisada. Com o nivelamento geométrico e informações coletadas em campo, foi possível confirmar que a área estudada está sofrendo com um processo do tipo rastejo com velocidade muito lenta, de acordo com a classificação empregada.

Abstract: The environment that undergoes constant modifications due to the weather or the intervention of man. Historically, Brazil is among the countries most affected by floods and natural disasters in the world. Most natural disasters are associated with climatic events, and are responsible for triggering floods, windfalls, hail and landslides. More than 60% of these events occur in the south and southeast of Brazil. Here in Brazil, 80% of the 10 largest natural disasters are related to floods and landslides. Seeking to relate this subject with the Geodetic Sciences, the project that contemplates this work was elaborated. In this context, two monitoring networks were implemented in a densely urbanized area in Curitiba, in the State of Paraná, Brazil. Denominated External Network and Internal Network. The first one includes three stable points that enabled the relative processing of the GPS data of the points of the Internal Network. The second network contains the monitoring points in the unstable area. For this network, GPS data processing was performed with the PPP-IBGE service and relative to and without the External Network points. In addition, in this network, geometric leveling data were collected, which served as a reference for the calculated gap with the Internal Network data. With the GPS data of both networks, some systematic errors in the observables were analyzed. Several network configurations were devised, from an injunction to up to eight injunctions, in the External Network, and up to four internal network injunctions. It was determined that due to the lengths of the formed baselines, the best configuration for the analyzed networks were those with only one injunction. It was verified that the best lifting mask for the purpose of the work is 15 ° and that the use of the calibration parameters of BCAL/UFPR GPS antennas provides more satisfactory results. In addition, it was verified that when comparing only the gaps generated by the orthometric height and in another set the same from the ellipsoidal height, in the best of the analyzed cases, in only 24% the direction of the displacements was inverse. It is concluded that GPS can qualitatively indicate if any process is occurring in the analyzed area. With the geometric leveling and information collected in the field, it was possible to confirm that the studied area is suffering with a crawl-like process with very slow speed, according to the classification used.