An Evaluation of Digital Elevation Models to Short-Term Monitoring of a High Energy Barrier Island, Northeast Brazil
The morphological short-term evolution of Ponta do Tubarão Island (PTI) was investigated through high accurate surveys based on post-processed kinematic (PPK) relative positioning on Global Navigation Satellite Systems (GNSS). PTI is part of a barrier island system on a high energy northeast Brazilian coastal environment and also an area of high environmental sensitivity. Surveys were carried out quarterly over a two years period from May 2010 to May 2012. This paper assesses statically the performance of digital elevation models (DEM) derived from different interpolation methods to represent morphologic features and to quantify volumetric changes and TIN models shown the best results to that purposes. The MDE allowed quantifying surfaces and volumes in detail as well as identifying the most vulnerable segments of the PTI to erosion and/or accumulation of sediments and relate the alterations to climate conditions. The coastal setting and geometry of PTI protects a significant mangrove ecosystem and some oil and gas facilities installed in the vicinities from damaging effects of strong oceanwaves and currents. Thus, the maintenance of PTI is extremely required but the prediction of its longevity is uncertain because results indicate an irregularity of sedimentary balance and a substantial decline in sediment supply to this coastal area.
[1] M.V.S. Souto, A.F. Castro, A.M. Grigio, V.E. Amaro, H. Vital,
"Multitemporal Analysis of Geoenvironmental Elements of the Coastal
Dynamics of the region of the Ponta do Tubarão, City of Macau/RN, on
the basis of remote sensing products and integration in GIS," Journal of
Coastal Research, vol.39, p.1618-1621, 2004.
[2] A.M. Grigio, M.V.S. Souto, A.F. Castro, V.E. Amaro, H. Vital, M.A.
Iodato, "Method of analysis of the coastline evolution based in remote
sensing and geographical information system products: Guamaré District
Rio Grande do Norte - Northeast of Brazil," Journal of Coastal
Research, vol. 42, no.2, p.412- 421, 2005.
[3] M.S.T. Santos, and V.E. Amaro, "Rede Geodésica para o Levantamento
Costeiro do Litoral Setentrional do Rio Grande do Norte," Boletim de
Ci├¬ncias Geodésicas, vol. 17, no. 4, p. 571-585, 2011.
[4] V.E. Amaro, M.S. T. Santos, and M.V.S. Souto, "Geotecnologias
Aplicadas ao Monitoramento Costeiro: Sensoriamento Remoto e
Geodésia de Precis├úo," 1st ed., Edition by authors, Natal, 2012.
[5] D.R. Valentim da Silva, V.E. Amaro, M.V.S. Souto, M.C. Nascimento,
B.R.B. de Barros Pereira, "Geomorfologia de uma área com alta
sensibilidade ambiental na Bacia Potiguar (NE do Brasil)," Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, Programa de Pós-graduação em
Geodinâmica e Geofísica. Revista da Gestão Costeira Integrada, vol. 10,
no. 4, p. 545-566, 2010.
[6] N.P Pedrosa Jr., D.L. Castro and J.P.L. Matos, "Assinaturas Magnéticas
e Gravimétricas do Arcabou├ºo Estrutural da Bacia Potiguar Emersa, NE
do Brasil," Revista Brasileira de Geofísica, vol. 28, no. 2, p. 265-278,
2010.
[7] S.T.P.L. Dantas, and V. E. Amaro, "Caracterização Físico-Química e
avalia├º├úo das concentra├º├Áes de elementos maiores e tra├ºos em
sedimentos arenolamosos do estuário de Diogo Lopes, litoral
setentrional do Rio Grande do Norte, Brasil," Revista de Geologia, vol.
25, p. 101-114. 2012.
[8] R. V. Andreoli, and M.T.Kayano, "A importância relativa do Atlântico
Tropical Sul e Pacífico Leste na variabilidade de precipitação do
Nordeste do Brasil," Revista Brasileira de Meteorologia, vol.22, n.1, 63-
74, 2007.
[9] M. F. A. Matos, C. J. E. M. Fortes, V. E. Amaro, A. C. Scudelari,
"Avaliação do modelo SWAN na modelação da agitação marítima no
litoral setentrional do Rio Grande do Norte-BR," In: 11º Congresso da
├ügua, 2012, Porto. 11º Congresso da ├ügua.
[10] H. Vital, V.E. Amaro, I. M. Silveira, "Coastal erosion on the Rio Grande
do Norte State (Northeastern Brazil): Causes and factor versus effects
associated processes," Journal of Coastal Research, vol.25, suppl. 1, p.
37-48, SI39:1307-1310, 2006.
[11] M.S.T. Santos, V.E. Amaro, and M.V.S. Souto, "Metodologia geodésica
para levantamento de Linha de Costa e Modelagem Digital de Elevação
de praias arenosas em estudos de precisão de geomorfologia e dinâmica
costeira," Revista Brasileira de Cartografia, vol. 63, p. 663-681, 2011.
[12] M.S.T. Santos, V.E. Amaro, A.T. Silva Ferreira, A.L.S. Santos,
"Mapeamento de precisão da dinâmica costeira de curta duração em
áreas de alta taxa de erosão no Nordeste do Brasil," Revista de Geologia,
vol. 25, p. 7-19, 2012.
[13] W.E. Featherstone, M.C. Dentith, and J.F. Kirby, "Strategies for the
accurated determination of orthometric heights from GPS," Survey
Review, vol.34, p.278-295, 1998.
[14] M. Ollikainen, "Accuracy of GPS leveling," in 1998 Proc. The XIII
General Meeting of the Nordic Geodetic Commission. Sweden, vol. 1,
p.25-29.
[15] O. R. Vergara, J. P. Cintra, and J. C. L. D'alge, "Avaliação da exatidão
cartográfica de documentos atualizados com imagens orbitais e sistemas
de informação geográfica," In: XX Congresso Brasileiro de Cartografia,
2001, Porto Alegre
[16] J. M. Souza and R. E. N. Loch, "Refinamento do Modelo Digital de
Elevação da Shuttle RADAR Topography Mission - SRTM e sua
qualidade cartogr├ífica," In: Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico
Multifinalitário, Universidade Federal de Santa Catarina, 2008,
Florian├│polis.
[17] A. P. Santos and C. A. O. Vieira, "Avaliação do Padrão de Exatidão
Cartográfica em imagens orbitais IKONOS e CBERS-2B, na Bacia do
Ribeirão São Bartolomeu em Viçosa-MG," in 2009 Proc. XIV Simpósio
Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Natal, p. 1021-1030.
[18] L.D. Wright, and A.D. Short, "Morphodynamic variability of surf zones
and beaches: a synthesis," Marine Geology, vol. 56, p. 93-118, 1984.
[19] F.G.F. Lima, V.E. Amaro, A.L.S. Santos, M.S.T. Santos. "Avaliação de
Métodos de Interpola├º├úo na Gera├º├úo de Modelos Digitais de Eleva├º├úo
de Precisão em Zonas Costeiras de Alta Dinâmica Sedimentar,"
(Geoscience periodic), submitted for publication.
[1] M.V.S. Souto, A.F. Castro, A.M. Grigio, V.E. Amaro, H. Vital,
"Multitemporal Analysis of Geoenvironmental Elements of the Coastal
Dynamics of the region of the Ponta do Tubarão, City of Macau/RN, on
the basis of remote sensing products and integration in GIS," Journal of
Coastal Research, vol.39, p.1618-1621, 2004.
[2] A.M. Grigio, M.V.S. Souto, A.F. Castro, V.E. Amaro, H. Vital, M.A.
Iodato, "Method of analysis of the coastline evolution based in remote
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Rio Grande do Norte - Northeast of Brazil," Journal of Coastal
Research, vol. 42, no.2, p.412- 421, 2005.
[3] M.S.T. Santos, and V.E. Amaro, "Rede Geodésica para o Levantamento
Costeiro do Litoral Setentrional do Rio Grande do Norte," Boletim de
Ci├¬ncias Geodésicas, vol. 17, no. 4, p. 571-585, 2011.
[4] V.E. Amaro, M.S. T. Santos, and M.V.S. Souto, "Geotecnologias
Aplicadas ao Monitoramento Costeiro: Sensoriamento Remoto e
Geodésia de Precis├úo," 1st ed., Edition by authors, Natal, 2012.
[5] D.R. Valentim da Silva, V.E. Amaro, M.V.S. Souto, M.C. Nascimento,
B.R.B. de Barros Pereira, "Geomorfologia de uma área com alta
sensibilidade ambiental na Bacia Potiguar (NE do Brasil)," Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, Programa de Pós-graduação em
Geodinâmica e Geofísica. Revista da Gestão Costeira Integrada, vol. 10,
no. 4, p. 545-566, 2010.
[6] N.P Pedrosa Jr., D.L. Castro and J.P.L. Matos, "Assinaturas Magnéticas
e Gravimétricas do Arcabou├ºo Estrutural da Bacia Potiguar Emersa, NE
do Brasil," Revista Brasileira de Geofísica, vol. 28, no. 2, p. 265-278,
2010.
[7] S.T.P.L. Dantas, and V. E. Amaro, "Caracterização Físico-Química e
avalia├º├úo das concentra├º├Áes de elementos maiores e tra├ºos em
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setentrional do Rio Grande do Norte, Brasil," Revista de Geologia, vol.
25, p. 101-114. 2012.
[8] R. V. Andreoli, and M.T.Kayano, "A importância relativa do Atlântico
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Nordeste do Brasil," Revista Brasileira de Meteorologia, vol.22, n.1, 63-
74, 2007.
[9] M. F. A. Matos, C. J. E. M. Fortes, V. E. Amaro, A. C. Scudelari,
"Avaliação do modelo SWAN na modelação da agitação marítima no
litoral setentrional do Rio Grande do Norte-BR," In: 11º Congresso da
├ügua, 2012, Porto. 11º Congresso da ├ügua.
[10] H. Vital, V.E. Amaro, I. M. Silveira, "Coastal erosion on the Rio Grande
do Norte State (Northeastern Brazil): Causes and factor versus effects
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37-48, SI39:1307-1310, 2006.
[11] M.S.T. Santos, V.E. Amaro, and M.V.S. Souto, "Metodologia geodésica
para levantamento de Linha de Costa e Modelagem Digital de Elevação
de praias arenosas em estudos de precisão de geomorfologia e dinâmica
costeira," Revista Brasileira de Cartografia, vol. 63, p. 663-681, 2011.
[12] M.S.T. Santos, V.E. Amaro, A.T. Silva Ferreira, A.L.S. Santos,
"Mapeamento de precisão da dinâmica costeira de curta duração em
áreas de alta taxa de erosão no Nordeste do Brasil," Revista de Geologia,
vol. 25, p. 7-19, 2012.
[13] W.E. Featherstone, M.C. Dentith, and J.F. Kirby, "Strategies for the
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Review, vol.34, p.278-295, 1998.
[14] M. Ollikainen, "Accuracy of GPS leveling," in 1998 Proc. The XIII
General Meeting of the Nordic Geodetic Commission. Sweden, vol. 1,
p.25-29.
[15] O. R. Vergara, J. P. Cintra, and J. C. L. D'alge, "Avaliação da exatidão
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de informação geográfica," In: XX Congresso Brasileiro de Cartografia,
2001, Porto Alegre
[16] J. M. Souza and R. E. N. Loch, "Refinamento do Modelo Digital de
Elevação da Shuttle RADAR Topography Mission - SRTM e sua
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Multifinalitário, Universidade Federal de Santa Catarina, 2008,
Florian├│polis.
[17] A. P. Santos and C. A. O. Vieira, "Avaliação do Padrão de Exatidão
Cartográfica em imagens orbitais IKONOS e CBERS-2B, na Bacia do
Ribeirão São Bartolomeu em Viçosa-MG," in 2009 Proc. XIV Simpósio
Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Natal, p. 1021-1030.
[18] L.D. Wright, and A.D. Short, "Morphodynamic variability of surf zones
and beaches: a synthesis," Marine Geology, vol. 56, p. 93-118, 1984.
[19] F.G.F. Lima, V.E. Amaro, A.L.S. Santos, M.S.T. Santos. "Avaliação de
Métodos de Interpola├º├úo na Gera├º├úo de Modelos Digitais de Eleva├º├úo
de Precisão em Zonas Costeiras de Alta Dinâmica Sedimentar,"
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