O Topodata é um banco de dados geomorfométricos de cobertura nacional, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Os dados são derivados da missão SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), realizada entre os dias 11 e 22 de fevereiro de 2000 a bordo do ônibus espacial Endeavour. A aquisição foi realizada por antenas de radar de abertura sintética interferométrica (InSAR), operando na Banda C com comprimento de onda de aproximadamente 6 cm (5,3 GHz). É importante destacar que os dados SRTM correspondem a um modelo digital de superfície (MDS), e não a um modelo digital de terreno (MDT). Na banda C, o sinal radar apresenta penetração parcial e variável na vegetação, resultando em retroespalhamento volumétrico e em uma estimativa altimétrica associada ao centro de fase do volume de interação, que depende da estrutura e das propriedades dielétricas do dossel. Em áreas com vegetação densa, a altitude registrada tende a situar-se abaixo do topo do dossel e acima do terreno, enquanto em coberturas esparsas ou de baixa biomassa pode se aproximar da superfície do solo. Para superfícies construídas, a resposta corresponde essencialmente ao topo das estruturas.
Características gerais dos dados do Topodata.
| Característica | Especificação |
|---|---|
| Fonte dos dados de elevação | SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) – versão 1 |
| Resolução original (SRTM) | 3 arco-segundos (~90 m) |
| Tamanho de pixel após refinamento | 0,00027777º (~30 m no Equador) |
| Sistema de referência | Coordenadas geográficas – EPSG:4326 |
| Datum horizontal | WGS84 |
| Referência vertical | Altitudes ortométricas – modelo geoidal EGM96 |
| Método de refinamento | Krigagem (modelo gaussiano G3, coeficientes geoestatísticos unificados) |
| Objetivo do refinamento | Favorecer derivações geomorfométricas |
| Escala de trabalho compatível | 1:100.000 |
| Cobertura | Território brasileiro (cobertura nacional completa) |
| Articulação das folhas | 1:250.000 (1º lat × 1,5º lon) |
| Quantização (variáveis numéricas) | Real (32 bits) |
| Quantização (variáveis classificadas) | Byte (8 bits) |
Tabela 1 – Características gerais dos dados do Topodata..
Os dados originais, distribuídos com tamanho de pixel de 3 arco-segundos (~90 m, versão 1), foram refinados para 1 arco-segundo (~30 m) por meio de interpolação por krigagem. O refinamento foi realizado com o objetivo de favorecer as derivações geomorfométricas, e não de melhorar a qualidade posicional ou o conteúdo informativo dos dados originais. Para isso, foram selecionados coeficientes geoestatísticos por meio de testes empíricos exaustivos sobre 40 áreas distribuídas nas diferentes províncias lito-estruturais do Brasil, convergindo para um modelo de desempenho superior nas diversas condições de relevo testadas (Valeriano e Rossetti, 2012).
Todo o processamento, desde o refinamento dos dados de elevação até as derivações geomorfométricas, foi conduzido em coordenadas geográficas (latitude/longitude), sem reprojeção cartográfica. Essa escolha metodológica visou evitar distorções métricas introduzidas pela reprojeção, especialmente relevantes em um banco de dados de cobertura nacional, onde diferentes projeções implicariam em distorções variáveis ao longo do território. Como consequência, as distâncias horizontais efetivas em cada pixel — que variam com a latitude — foram calculadas e armazenadas em planos de informação auxiliares, utilizadas diretamente nas equações de derivação geomorfométrica.
Sobre o modelo digital de elevação (MDE) refinado, foram aplicados algoritmos de análise geomorfométrica para o cálculo das variáveis locais do terreno: declividade, orientação de vertentes, curvatura vertical e curvatura horizontal. Esses algoritmos foram desenvolvidos e adaptados especificamente para os dados SRTM refinados, incorporando procedimentos de pré e pós-processamento, como suavizações seletivas, filtragens por moda, reposição de valores extremos e controle por booleanas de orientação, que se diferenciam dos algoritmos geomorfométricos disponíveis em sistemas de informação geográfica (SIG) de uso geral.
Essa metodologia foi desenvolvida ao longo de uma extensa trajetória de pesquisa e validada por comparação com dados de controle em diferentes condições de relevo (Valeriano, 2002; Valeriano, 2003; Valeriano e Carvalho Júnior, 2003), conferindo ao Topodata um nível de qualidade e adequação às características dos dados SRTM que não é reproduzível pela simples aplicação de ferramentas convencionais de SIG sobre o mesmo conjunto de dados.
Além das variáveis, o banco de dados inclui classificações em intervalos consagrados pela pesquisa agronômica e ambiental, combinações entre variáveis e um produto de apoio ao delineamento de microbacias. Os dados do Topodata são compatíveis com a escala de trabalho 1:100.000.
Os dados estão em coordenadas geográficas (EPSG:4326), com tamanho de pixel de 0,00027777 graus de arco (~30 m na linha do Equador). As altitudes são ortométricas, referenciadas ao modelo geoidal EGM96. Os dados cobrem integralmente o território brasileiro e estão organizados em folhas compatíveis com a articulação cartográfica em escala 1:250.000 (folhas de 1° de latitude por 1,5° de longitude).
Produtos de Imagens
TOPODATA – Banco de Dados Geomorfométricos do Brasil
O conjunto de dados TOPODATA oferece uma coleção brasileira de variáveis geomorfométricas derivadas de dados SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Os dados originais de elevação com resolução de 3 segundos de arco (~90 m) foram refinados para 1 segundo de arco (~30 m) por meio de interpolação por krigagem, seguida de derivações geomorfométricas como declividade, orientação de vertente (aspect), curvatura vertical e curvatura horizontal. Os produtos derivados incluem classificação de formas de relevo, delineamento de divisores de água e drenagem, e mapas de relevo sombreado (hillshade). O conjunto de dados é distribuído no formato Cloud Optimized GeoTIFF (COG) e tem como objetivo apoiar as geociências, a gestão ambiental, o planejamento territorial, a agricultura, a hidrologia e a pesquisa geomorfológica em todo o território brasileiro.
Links úteis:
Planos de Informação
ZN (Altimetria numérica)
Modelo digital de elevação (MDE) refinado, com altitudes ortométricas em metros, referenciadas ao modelo geoidal EGM96. Constitui o dado primário a partir do qual todas as demais variáveis geomorfométricas são derivadas.
SN (Declividade numérica)
Declividade do terreno na forma numérica, expressa em porcentagem. Representa o ângulo de inclinação da superfície em relação ao plano horizontal, calculado como a primeira derivada da elevação em relação à distância horizontal. Está diretamente associada a processos de transporte gravitacional, como escoamento, erosão e deslizamento.
SA (Declividade em 4 classes)
Classificação da declividade segundo Marques (1971), atualizada em Lepsch et al. (1991), em 4 classes: suave, ondulado, forte e muito forte.
SB (Declividade em 7 classes)
Classificação da declividade segundo Lepsch et al. (1991), em 7 classes identificadas de A a G, com gradação crescente de inclinação.
SC (Declividade em 6 classes)
Classificação da declividade segundo o sistema EMBRAPA (1999), em 6 classes: plano, suave ondulado, ondulado, forte ondulado, montanhoso e escarpado. Amplamente utilizada em levantamentos de capacidade de uso e aptidão agrícola.
ON (Orientação de vertentes numérica)
Ângulo azimutal correspondente à máxima inclinação do terreno no sentido descendente, expresso em graus (0° a 360°). Representa a direção esperada do escoamento superficial e compõe, junto à declividade, a geometria de exposição da superfície do terreno.
OC (Orientação de vertentes em octantes)
Classificação da orientação de vertentes em 8 direções cardinais e diagonais: N, NE, E, SE, S, SW, W e NW.
VN (Curvatura vertical numérica)
Segunda derivada da altitude no sentido das linhas de fluxo, expressa em graus por metro (°/m). Indica o caráter convexo ou côncavo do terreno quando observado em perfil. Valores positivos correspondem a convexidades e valores negativos a concavidades; valores nulos indicam vertentes retilíneas.
V3 (Curvatura vertical em 3 classes)
Classificação da curvatura vertical em três tipos de vertente: côncava, retilínea e convexa. Os limites de classificação foram estabelecidos com base em ensaios comparativos com descrições geomorfológicas de campo.
V5 (Curvatura vertical em 5 classes)
Classificação da curvatura vertical em 5 intervalos, distinguindo graus moderados e francos de concavidade e convexidade, além da classe retilínea.
HN (Curvatura horizontal numérica)
Segunda derivada da orientação de vertentes ao longo das curvas de nível, expressa em graus por metro (°/m). Indica a convergência ou divergência das linhas de fluxo superficial. Valores negativos correspondem a áreas convergentes (como talvegues) e valores positivos a áreas divergentes (como divisores de água).
H3 (Curvatura horizontal em 3 classes)
Classificação da curvatura horizontal em três tipos: convergente, planar e divergente.
H5 (Curvatura horizontal em 5 classes)
Classificação da curvatura horizontal em 5 intervalos, com distinção entre convergência e divergência moderadas e francas, além da classe planar.
FT (Forma do terreno)
Combinação das classes de curvatura vertical (côncavo, retilíneo e convexo) com as classes de curvatura horizontal (convergente, planar e divergente), resultando em 9 classes de forma de vertente. Os casos extremos são representados pela forma côncavo-convergente (máxima concentração do escoamento) e pela forma convexa-divergente (máxima dispersão do escoamento).
DD (Delineamento de microbacias)
Produto de apoio ao traçado das feições de drenagem, gerado pelo processo ADD (Aspect, Drainage and Divides). Apresenta o delineamento de talvegues e divisores de água sobreposto a uma codificação da orientação de vertentes em 16 semi-octantes (360°/16). Serve como insumo para a interpretação e digitalização da rede de drenagem e das microbacias hidrográficas, não devendo ser tomado como produto cartográfico final, mas como evidenciação das feições de drenagem a partir de análise geomorfométrica local.
Mais informações:
Valeriano, M. M., 2008: Topodata: guia para utilização de dados geomorfológicos locais. São José dos Campos: INPE, 72 p. Disponível em: http://urlib.net/upn:32NSFRP:8JMKD3MGP8W/33EPEBL
Valeriano, M. M.; Rossetti, D. F., 2010: TOPODATA: seleção de coeficientes geoestatísticos para o refinamento unificado de dados SRTM. São José dos Campos: INPE, 74 p. Disponível em: http://urlib.net/upn:35SP775:8JMKD3MGP7W/37FCGLP
Valeriano, M. M.; Albuquerque, P. C. G., 2010: TOPODATA: processamento dos dados SRTM. São José dos Campos: INPE, 79 p. Disponível em: http://urlib.net/upn:35SP775:8JMKD3MGP7W/37FCH9B
Citação
Valeriano, M. M.; Rossetti, D. F., 2012: Topodata: Brazilian full coverage refinement of SRTM data. Applied Geography, 32(2), 300–309, DOI: 10.1016/j.apgeog.2011.05.004.