ESPACIALIZAÇÃO DE DADOS DE PRECIPITAÇÃO E AVALIAÇÃO DE INTERPOLADORES PARA PROJETOS DE DRENAGEM AGRÍCOLA NO ESTADO DE GOÍAS E DISTRITO FEDERAL

REIS, M.H.¹; GRIEBELER, N. P.²; SARMENTO, P. H. L.³; OLIVEIRA, L. F. C.²; OLIVEIRA, J.M.³.

¹Bolsista PIBIC, grad. Agronomia/UFG, magno@agro.grad.ufg.br; ²Prof. Dep. Eng. Rural, EA/UFG, nori@agro.ufg.br e lfco@agro.ufg.br ; ³ grad. Agronomia/UFG, sarmentodv@pop.com.br e nina.janaina@pop.com.br .

RESUMO

O conhecimento da precipitação tem grande importância para a realização de projetos na área agrícola. Tendo em vista que a disponibilidade de dados de precipitação é restrita a poucas localidades, nas quais existam estações climatológicas, torna-se necessária a estimativa dos valores esperados para as demais localidades. Diante disso, realizou-se, com base em dados de 122 estações climatológicas, a espacialização dos dados de precipitação requeridos para projetos de drenagem no Estado de Goiás e no Distrito Federal utilizando os métodos de interpolação do Inverso da Potência da Distância (IPD), com expoentes 2, 3, 4 e 5, e Kriging (KG) linear, esférico e exponencial. Foi verificada a distribuição espacial dos valores de precipitação interpolados e a acuracidade dos interpoladores e variantes utilizadas. Ambos os métodos e variantes utilizados mostraram-se adequados para a realização da espacialização, no entanto, foram observadas diferenças expressivas entre os mesmos, que chegaram a mais de 21%. A menor diferença absoluta observada entre os valores gerados foi obtida entre as variantes do método de KG, no entanto em relação aos valores esperados de precipitação, o método do IPD mostrou-se melhor, entretanto, não foi observado um expoente que tenha se adequado melhor à todas as situações.

Palavras-chave: interpolação, precipitação, SIG, drenagem agrícola.

INTRODUÇÃO

O conhecimento sobre a distribuição e o comportamento das precipitações é de fundamental importância para o desenvolvimento de projetos hidroagrícolas. A disponibilidade de informações sobre precipitações para a região Centro-Oeste do Brasil ainda mostra-se bem deficiente, sendo a pequena quantidade de estudos e a malha restrita de estações pluviométricas as principais causas. A utilização de técnicas de espacialização, disponíveis nos softwares de Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s), facilita a verificação da forma como estas precipitações se distribuem no espaço. Para dados climáticos, os métodos mais utilizados são o Inverso da Potência da Distância (IPD) e Kriging (KG). Não existem, até o momento, evidências de que um método seja o melhor para diversas condições, com isto é importante determinar o melhor método para cada circunstância (Lennon e Tunner, 1995). Com base nestes aspectos, o presente projeto teve por objetivo espacializar dados de precipitação para projetos de drenagem no Estado de Goiás (GO) e no Distrito Federal (DF), verificar a variabilidade espacial das precipitações e analisar a acuracidade dos interpoladores utilizados na espacialização.

MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi desenvolvido no laboratório de Geoprocessamento da Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de Goiás (EA/UFG). Para a realização do trabalho foram utilizadas séries históricas de 122 estações climatológicas, com as quais foi gerada a base de dados de precipitação para GO e DF. As chuvas críticas para projetos de drenagem foram determinadas utilizando a metodologia apresentada por Pizarro (1985), sendo analisada a freqüência, para cada estação pluviométrica, dos valores de precipitação igualados ou superados 5 vezes ao ano. Com as informações de precipitação, foi gerado um arquivo georreferenciado, o qual foi utilizado para a realização das interpolações no software SURFER. Foram utilizados os métodos do Inverso da Potência da Distância (IPD) com os expoentes 2, 3, 4 e 5 como variantes, e o método Kriging (KG) com as variantes Linear, Esférico e Exponencial. Posteriormente, os arquivos interpolados foram importados no software IDRISI, sendo criados os mapas de precipitação. Para facilitar a visualização os mapas de precipitação foram reclassificados em intervalos de 5 mm. Ainda neste software, foi realizada a subtração dos mapas obtidos com os diferentes interpoladores e suas variantes. A variação dos valores de precipitação foi observada por meio de comparação visual nos mapas temáticos gerados, bem como, analisada por meio da comparação das diferenças pontuais obtidas, por meio da subtração de imagens. Após analisar a variabilidade dos dados gerados, realizou-se a verificação da acuracidade dos interpoladores utilizando a metodologia proposta por Caruso e Quarta (1998). Para a utilização desta metodologia, os valores de precipitação referentes às estações de Goiânia, Catalão, Campos Belos e Iporá foram extraídas, individualmente, sendo posteriormente realizada nova interpolação sem a informação referente a localidade em análise. Posteriormente, os valores gerados, utilizando os diferentes interpoladores e suas variantes, para cada localidade, foram comparados com o valor real.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na Figura 1 são apresentados os mapas temáticos gerados pelo método do IPD com expoente 2 e 5, e pelo método KG Linear e exponencial, os quais representam os valores de maior contraste dentro de cada método utilizado. Nestas figuras observa-se que os valores de maior precipitação concentram-se na região noroeste do estado de Goiás, chegando a índices de 70 mm. Para ambos os métodos foi observada a mesma tendência, no entanto, para IPD com expoente 5 estes valores mostram-se bem mais expressivos. Estes valores deixam claro que a variação dos parâmetros de entrada ou do método a ser utilizado interfere no resultado e, consequentemente, irá interferir no custo e na eficiência de obras de drenagem que sejam realizadas com base nestes métodos de interpolação. As diferenças pontuais observadas foram menos acentuadas entre as variantes do método KG, no entanto, a comparação entre KG e IPD mostraram diferenças da ordem de até 21%, diferença esta que também foi observada entre os diferentes valores de expoentes para o método IPD. Com relação à acuracidade dos interpoladores, as menores diferenças entre o valor gerado e o valor real esperado para cada localidade foi obtido com o uso do IPD, para todas as localidades utilizadas na comparação. Para a localidade de Iporá as diferenças obtidas mostraram-se praticamente nulas. Para as localidades de Goiânia, Catalão e Campos Belos, os expoentes da equação de IPD que resultaram em menores diferenças foram respectivamente 2, 5 e 3. As diferenças na acuracidade em relação aos diferentes expoentes para um mesmo método está relacionada aos valores das estações próximas e que serão utilizadas para a geração do valor pontual. Contudo, resultados observados neste trabalho não permitem recomendar um ou outro interpolador, porém, indicam caminhos que possam reduzir os erros cometidos.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 1. Mapas temáticos de precipitação gerados pelo interpolador Inverso da Potência da Distância com expoente 2 (a); expoente 5 (b); Kriging linear (c) e Kriging exponencial (d).

CONCLUSÕES

- Ambos os interpoladores mostraram-se adequados para espacialização dos dados de precipitação;

- A utilização indiscriminada de um método para a interpolação pode provocar aumento nos custos ou redução na eficiência de projetos hidroagrícolas;

- O método do Inverso da Potência da Distância mostrou-se mais adequado;

- São necessários estudos mais detalhados para a recomendação de métodos de interpolação que sejam mais adequados às diferentes situações.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CARUSO, C. e QUARTA F. Interpolation Methods Comparison. Computers Mathematical application. v. 35, p. 109-126, 1998.

LENNON, J. J., TURNER, J. R. G. Predicting the spatial distribution of climate: temperature in Great Britain. J. Anim. Ecol., n. 64, os. 670-392, 1995.

PIZARRO, F. drenaje agricola y recuperación de suelos salinos. Madrid: ediciones mundi-prensa, 1985. 542p.