http://repositorio.unb.br/handle/10482/57111| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| TESE_Danilo_Medeiros_.pdf | 3,57 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| Título: | Abordagem metodológica para modelagem e estimativa das massas laterais topográficas, das altitudes ortométricas e das alturas geoidais no Brasil |
| Autor(es): | Medeiros, Danilo Fernandes de |
| Orientador(es): | Marotta, Giuliano Sant'Anna |
| Assunto: | Densidade Altitude ortométrica Alturas geoidais Geoide |
| Data de publicação: | 5-Out-2026 |
| Data de defesa: | 9-Dez-2022 |
| Referência: | MEDEIROS, Danilo Fernandes de. Abordagem metodológica para modelagem e estimativa das massas laterais topográficas, das altitudes ortométricas e das alturas geoidais no Brasil. 2022. 114 f., il. Tese (Doutorado em Geociências Aplicadas e Geodinâmica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022. |
| Resumo: | Uma das principais fontes de informações geodésicas para a elaboração de estudos, projetos e execução de obras de infraestrutura é fornecida por meio do posicionamento pelo GNSS - (Global Navigation Satellite System). Todavia, as coordenadas verticais desse sistema não atendem às demandas de grandes obras da engenharia, necessitando da transformação dos dados referentes às altitudes geométricas em altitudes ortométricas. Para tal transformação é necessário o conhecimento de modelos geoidais mais rigorosos, que podem ser desenvolvidos por meio da combinação de diferentes tipos de informações, tais como: modelos globais do geopotencial, dados gravimétricos terrestres e marinhos, modelos digitais de terreno e modelos de distribuição das massas topográficas, sendo esse último ainda não rotineiramente incorporado no desenvolvimento dos modelos. Portanto, em busca de se desenvolver modelos geoidais rigorosos e confiáveis, esta pesquisa volta-se à análise crítica do uso dos diferentes tipos de informação citados, com vistas a investigar o quanto estes podem influenciar os resultados. Para isto, esta pesquisa busca, primeiramente, desenvolver um modelo de distribuição lateral das massas topográficas para o Brasil, juntamente com as incertezas associadas. Posteriormente, são estimados e analisados os valores de altitude ortométrica e de alturas geoidais no contexto da rede altimétrica brasileira, considerando a distribuição de densidade lateral das massas topográficas. E por fim, esta pesquisa busca desenvolver e analisar os modelos geoidais para o estado de São Paulo, envolvendo dados gravimétricos terrestres e marinhos, valor de densidade constante e variável, modelos globais do geopotencial desenvolvidos por diferentes fontes de informação e com maiores graus e ordens, modelos digitais de terreno com diferentes resoluções espaciais e diferentes métodos de truncamento da função de Stokes. Quanto ao desenvolvimento do modelo de distribuição lateral de densidade das massas topográficas para o Brasil, este foi concebido considerando as informações de mapas geológicos e valores de densidade de tipos de rocha para cada ocorrência registrada. Os resultados da modelagem indicaram uma densidade média para o Brasil de 2.459 kg/m³, variando de 1.625 a 3.400 kg/m³, com desvios-padrão variando de 8 a 351 kg/m³, podendo-se ressaltar que tal valor de densidade média encontrado sofre grande influência das grandes bacias sedimentares fanerozóicas (bacias do Amazonas/ Solimões/Acre, Alto Tapajós, Parecis, Parnaíba e Paraná), localizadas na área de estudo. Já em relação à estimativa e a análise das altitudes ortométricas e de alturas geoidais, considerando o cenário com densidade constante e variável, os resultados mostram que as altitudes ortométricas são mais sensíveis aos valores de densidade em maiores altitudes nos métodos de Helmert e Mader. Além disso, verificamos que as altitudes normais e ortométricas apresentam diferenças significativas para as estações analisadas, considerando a alta correlação entre as altitudes, que fornecem pequenos valores de incerteza. No entanto, nossas análises mostram que o uso do método de Mader, juntamente com valores de densidade variável, fornece resultados mais rigorosos, ou mais confiáveis. Por fim, quanto a influência do uso de diferentes valores de densidade lateral das massas topográficas, dos modelos digitais de terreno com resoluções espaciais distintas, de diferentes modelos globais do geopotencial e de diferentes métodos de truncamento do núcleo de Stokes na estimativa de alturas geoidais, foi possível sugerir pela análise realizada que o truncamento do núcleo de Stokes e o modelo global do geopotencial podem interferir de forma significativa no desenvolvimento de modelos geoidais, ao passo que os valores de densidade lateral das massas topográficas, seguido da resolução dos modelos digitais de terreno adotado, não proporcionaram diferenças significativas. Contudo, ressalta-se que para os modelos geoidais locais há de se considerar a necessidade de uma análise criteriosa dos dados utilizados, a fim de se obter resultados mais coerentes com os estimados por outras técnicas. |
| Abstract: | One of the main sources of geodetic information for the preparation of studies, projects and execution of infrastructure works is provided through the GNSS - (Global Navigation Satellite System) positioning. However, the vertical coordinates of this system do not meet the demands of large engineering works, requiring the transformation of data referring to geometric altitudes into orthometric altitudes. For such transformation it is necessary the knowledge of more rigorous geoidal models, which can be developed by combining different types of information, such as global geopotential models, terrestrial gravimetric data, digital terrain model and topographic mass distribution models, the latter not yet routinely incorporated in the development of models. Therefore, in order to develop accurate and reliable geoidal models, this research aims to critically analyze the use of the different types of information mentioned above, in order to investigate how much, they can significantly influence the results. To this end, this research first seeks to develop a model of the lateral distribution of topographic masses for Brazil, along with the associated uncertainties. Subsequently, the values of orthometric altitude and geoidal heights are estimated and analyzed in the context of the Brazilian altimetric network, considering the lateral density distribution of topographic masses. And finally, this research seeks to develop and analyze geoidal models for São Paulo state, involving terrestrial gravimetric data, constant and variable density value, models of the global geopotential developed by different sources of information and with higher degrees and orders, digital terrain models with different spatial resolutions and different methods of truncation of the Stokes function. As for the development of the topographic mass density lateral distribution model for Brazil, the model was developed considering information from geological maps and density values of rock types for each recorded occurrence. The results of the density modeling indicated an average density for Brazil of 2,459 kg/m³, ranging from 1,625 to 3,400 kg/m³, with standard deviations ranging from 8 to 351 kg/m³. It is noteworthy that this average density value is strongly influenced by the large Phanerozoic sedimentary basins (Amazon/Solimões/Acre, Upper Tapajós, Parecis, Parnaíba and Paraná basins), located in the study area. Regarding the estimation and analysis of orthometric altitudes and geoidal heights considering constant and variable density scenarios, the results show that orthometric altitudes are more sensitive to density values at higher altitudes in the Helmert and Mader methods. Furthermore, we found that normal and orthometric altitudes show significant differences for the analyzed stations, considering the high correlation between altitudes, which provide small uncertainty values. However, our analyses show that the use of Mader's method, together with variable density values, provides more accurate or more reliable results. Finally, regarding the influence of using different lateral density values of topographic masses, digital terrain models with different spatial resolutions, different global geopotential models and different Stokes kernel truncation methods on the estimation of geoidal heights it was possible to suggest by the analysis performed that the Stokes kernel truncation and the global geopotential model can significantly interfere in the development of geoidal models, while the lateral density values of the topographic masses, followed by the resolution of the digital terrain models adopted, do not provide significant differences. However, it is emphasized that for local geoidal models it is necessary to consider the need for a careful analysis of the data used in order to obtain results more consistent with those estimated by other techniques. |
| Unidade Acadêmica: | Instituto de Geociências (IG) |
| Informações adicionais: | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas e Geodinâmica, 2022. |
| Programa de pós-graduação: | Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas e Geodinâmica |
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| Agência financiadora: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) |
| Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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