https://hdl.handle.net/ripcmb/30232 Wed, 01 Apr 2026 06:18:23 GMT 2026-04-01T06:18:23Z https://hdl.handle.net/ripcmb/847140 Título: Desenvolvimento de escala de classifica ̧c ̃ao e de ferramentas de previs ̃ao de ressacas para a costa S/SE do Brasil, com base no fluxo de energia das ondas Autor(es): Tecchio, Rodrigo Abstract: Storm surges, phenomena of sea level rise caused by astronomical and meteoceanographic forces and amplified by wave action, pose significant risks to navigation, human life at sea, and coastal areas. In this context, the use of products derived from numerical wave prediction models is essential for identifying storm surges and issuing alerts, thereby ensu- ring maritime safety, coastal engineering, and urban planning. With the aim of enhancing storm surge prediction tools, new products based on wave energy flux (PW kW/m) have been developed. This study aimed to create a specific classification scale for each state along the South and Southeast coast of Brazil, based on the total event energy (Etotal kWh/m), the maximum observed PW , and the direction of energy propagation, using data from the Waverys reanalysis. Consequently, events with a significant wave height (HS ) above 2.5m and a minimum duration of 24 hours were categorized into five groups using the k-means method, dividing the scale into three classes: Light, Moderate, and Severe, with two subclasses for the first two categories. The validation was limited to the state of Santa Catarina, due to the absence of a national database on storm surges. The classification of 40 events indicates that the Northern and North-Central regions of Santa Catarina have suffered damage even from low-intensity storm surges, including wave heights below the utilized criterion, likely caused by the disordered occupation of the coastal region. It was also identified that the occurrence of spring tides was a determining factor in these cases, highlighting the importance of considering them in storm surge risk assessments. Finally, to assist in predictions, a structured roadmap for analyzing these events was developed, along with the Wave Monitoring System for Storm Surge Prediction (SISMOPRER), a web platform that consolidates a series of maps, diagrams, and real-time information from buoys and tide gauges, establishing itself as an integral tool for predicting such phenomena. Descrição: Ressacas, fenômenos de sobrelevação do nível do mar causados por forçantes astronômicas e meteoceanográficas e amplificados pela ação das ondas, representam riscos significativos à navegação, à vida humana no mar e à áreas costeiras. Nesse sentido, a utilização de produtos derivados de modelos numéricos de previsão de ondas são essenciais para identificar ressacas e emitir alertas, de forma a garantir a segurança marítima, a engenharia costeira e o planejamento urbano. Com o objetivo de aprimorar as ferramentas de previsão de ressacas, novos produtos baseados no fluxo de energia das ondas (PW kW/m) foram desenvolvidos. Buscando mensurar tais eventos, este trabalho objetivou criar uma escala de classificação específica para cada estado da costa Sul e Sudeste do Brasil, com base na energia total do evento (Etotal kWh/m), no máximo PW observado e na direção de propagação da energia, com dados da reanálise Waverys. Dessa forma, eventos com altura significativa das ondas (HS ) acima de 2,5m e duração mínima de 24h foram categorizados em cinco grupos usando o método k-means, dividindo a escala em três classes: Leve, Moderada e Severa, com duas subclasses para as duas primeiras categorias, cuja validação restringiu-se ao estado de Santa Catarina, devido à ausência de um banco nacional de informações sobre ressacas. A classificação de 40 eventos indicam que as regiões Norte e Centro-Norte de Santa Catarina têm sofrido danos até mesmo de ressacas de baixa intensidade, inclusive por alturas de onda abaixo do critério utilizado, provavelmente ocasionados pela ocupação desordenada da região costeira. Identificou-se ainda que a ocorrência de marés de sizígia foi determinante nesses casos, ressaltando a importância de considerá-las na avaliação de riscos de ressacas. Finalmente, para auxiliar nas previsões, desenvolveu-se um roteiro estruturado de análise desses eventos, bem como o Sistema de Monitoramento de Ondas para Previsão de Ressacas (SisMOPreR), uma plataforma web, que consolida uma série de mapas, diagramas e informações em tempo real provenientes de boias e marégrafos, configurando-se como uma ferramenta integral para o predição de tais fenômenos. Tipo: masterThesis Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/ripcmb/847140 2024-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/ripcmb/847132 Título: Bathymetric data visualization using extended reality in applied hydrographic operations environments Autor(es): Araujo, André Alves Descrição: Over the last 100 years, significant advances have been made in morphometric technologies for underwater environments, leading to the availability of new three- and four-dimensional data products. However, the question remains whether the full value of these new datasets (with enhanced dimensionality) is being realized with conventional tools. The need to maximize the interpretation of multidimensional bathymetric spatial data is critical to the capabilities of hydrographic data analysis operations. Alongside new data products, new spatial interface technologies have emerged and matured that may significantly support the ability of a range of operational stakeholders to perceive and interpret multidimensional bathymetric data. Therefore, there is a need to investigate the potential of emerging tools and interfaces to improve bathymetric data visualization. This research considers the current status of 3D visualization methods and technologies in hydrographic work, and explores whether new 3D data representation methods and the capability of emerging interface technologies (e.g., mixed reality) may change how we experience, visualize, and interpret bathymetric data. Tipo: masterThesis Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/ripcmb/847132 2024-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/ripcmb/847027 Título: Determinação da Topografia do Nível Médio do Mar por Meio do Posicionamento GNSS Autor(es): Silva, Valder Alvaro da Luz Abstract: The mean sea level (MSL) has been a subject of concern and study across various fields of knowledge for many years. Its continuous monitoring is crucial for addressing issues related to climate change, disaster prevention, and the establishment of altimetric references. In this context, MSL is often utilized as an approximation of the geoid, representing an equipotential surface of the gravitational field that describes the physical shape of the Earth. However, a disparity exists between MSL and the geoid, termed Mean Dynamic Topography (MDT), primarily generated by hydrodynamic factors. MDT is significantly intensified in coastal regions, impacting the accurate definition of vertical references based on sea level observation, whether altimetric or bathymetric. Additionally, resolving this difference enables the unification of these measurement systems, bringing forth numerous advantages in cartographic, environmental, and operational terms. In line with this focus, the present study aimed to define the topographic surface of MSL in the region of Guanabara Bay, Rio de Janeiro, through the modeling of MDT. Global Navigation Satellite System (GNSS) positioning, an increasingly employed science in applications requiring position estimates due to continual refinement in resolution and accuracy, was used for this purpose. The research commenced with a literature review providing the theoretical foundation for the study. Subsequently, a field survey collected positioning data on a vessel following a specific route within the mentioned region. The modeling incorporated tidal heights collected from tide gauges distributed throughout the region and geoidal undulation data extracted from the hgeoHNOR2020 altitude conversion model. The outcome was the development of a local MDT model with a standard deviation of ± 7.4 cm. This result was then represented on a 50 m resolution grid and compared to global MDT models DTU22MDT and MDT CNES-CLS22, appropriately interpolated over the study area. In the comparison, Root Mean Square Error (RMSE) values of 2.6 cm and 2.5 cm were obtained, respectively, affirming the quality of the developed model. Descrição: O nível médio do mar (NMM), desde muitos anos, vem sendo alvo de preocupação e estudo por diversas áreas do conhecimento. Seu acompanhamento contínuo é de suma importância para assuntos relativos a mudanças climáticas, prevenção de desastres e, ainda, para a definição de referenciais altimétricos. Neste último contexto, o NMM é constantemente utilizado como uma aproximação do geoide, que consiste em uma superfície equipotencial do campo da gravidade e descreve o formato físico da Terra. Entretanto, verifica-se a existência de uma diferença entre o NMM e o geoide, denominada Topografia do Nível Médio do Mar (TNMM), gerada principalmente por fatores hidrodinâmicos. A TNMM é bastante intensificada nas regiões costeiras, o que influencia na definição adequada dos referenciais verticais baseados na observação do nível do mar, sejam estes altimétricos ou batimétricos. Além disso, a determinação desta diferença torna possível a unificação destes sistemas de medições, trazendo uma série de vantagens em termos cartográficos, ambientais e operacionais. Dessa forma, tendo este mesmo foco, o presente trabalho teve por objetivo a definição da superfície topográfica do NMM, na região da Baía de Guanabara-RJ, por meio da modelagem da TNMM. Para isso, foi utilizado o posicionamento GNSS, ciência cada vez mais empregada em inúmeras aplicações que necessitam de estimativas de posições, devido ao constante aprimoramento de suas técnicas em termos de resolução e acurácia. O trabalho se iniciou com a revisão bibliográfica que forneceu a base teórica para a realização da pesquisa. Logo após, foi realizada uma pesquisa de campo, na qual dados de posicionamento foram coletados sobre uma embarcação que percorreu um trajeto específico no interior da região aludida. Ademais, foram incluídos na modelagem as alturas de maré coletadas por meio de marégrafos distribuídos pela área e dados referentes aos fatores de conversão extraídos do modelo hgeoHNOR2020, assumidos como equivalentes às ondulações geoidais da região. O resultado foi o desenvolvimento de um modelo local de TNMM com desvio-padrão de ± 7,4 cm. Em seguida, este resultado foi representado em uma grade de 50 metros de resolução e comparado aos modelos de TNMM globais DTU22MDT e MDT CNES-CLS22, adequadamente interpolados sobre a área do estudo. Na comparação, foram obtidos os valores de RMSE de 2,6 cm e de 2,5 cm, respectivamente, ratificando a qualidade do modelo desenvolvido. Tipo: masterThesis Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/ripcmb/847027 2024-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/ripcmb/846966 Título: ESTIMAÇÃO DA LINHA DE COSTA, COM USO DE IMAGENS ORBITAIS E DADOS MAREGRÁFICOS, PARA PRODUÇÃO/ATUALIZAÇÃO DE PRODUTOS CARTOGRÁFICOS NÁUTICOS Autor(es): Melo, Edico Ramon de Abstract: Brazil has coastlines that are 10,959 km long. DHN is the national hydrographic service responsible for analyzing and representing the coastline (LC) in Brazilian nautical charts. This LC is a dynamic phenomenon whose study is of interest to several professionals in the field of Earth sciences, and the representation of this LC in Brazilian nautical charts, referred to the vertical indicative Mean High Water Springs (MHWS). The model for estimating the High Water Springs Line (LPS), related to MHWS, is based on the geometric relationship between the local tide height and its horizontal projection seen from space and recorded in satellite images, here called Tidal Projection (PM) model. Thus, we implemented the technique for the extraction of instantaneous coastlines (LCI) that is executed from QGIS software and developed the ANALICOS (coast line analysis), a script designed for data preparation, estimation and statistical analysis, implemented by the author in the Python programming language . From the input data, it was possible to verify the geometric coherence between the horizontal distances measured in the Sentinel-2 images with the local tidal height. Two references were used: the mark left by the water in a Sentinel image taken in the period of the sizigy tide and the coastline published by NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) referred to the average high water line. As a result, the LPS estimated by the PM model was closer to the reference line extracted from the Sentinel image. Finally, the product was validated for use in nautical charts with scale from 1:25,000 (Class D), through an analysis by the Brazilian Cartographic Accuracy Standard (PEC-PCD) and analyzed under the criteria of the International Hydrographic Organization (IHO). Descrição: O Brasil possui linhas de costa que somam 10.959 km de extensão. A DHN é o serviço hidrográfico nacional responsável por analisar e representar a linha de costa (LC) nas cartas náuticas brasileiras. Esta LC é um fenômeno dinâmico cujo estudo é do interesse de diversos profissionais do ramo das ciências da Terra, sendo a representação desta LC nas cartas náuticas brasileiras, referida ao indicativo vertical Mean High Water Springs (MHWS). O modelo para estimação da linha de preamar de sizígia (LPS), relacionada com o MHWS, se baseia na relação geométrica entre a altura da maré local e sua projeção horizontal vista do espaço e registrada em imagens de satélites, aqui denominado modelo de Projeção de Maré (PM). Assim, implementou-se a técnica para a extração das linhas de costa instantâneas (LCI) que é executada a partir do software QGIS. Além disso, desenvolveu-se o ANALICOS (ANÁlise de LInha de COsta), um script destinado à preparação dos dados, estimação e análise estatística, implementado pelo autor na linguagem de programação Python. A partir dos dados de entrada, foi possível verificar a coerência geométrica entre as distâncias horizontais medidas nas imagens Sentinel-2 com a altura de maré local. Foram, utilizadas duas linhas de referência: a marca deixada pela água em uma imagem Sentinel tomada no período da maré de sizígia e a linha de costa publicada pela NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) referida à linha de preamar média. Como resultado, a LPS estimada pelo modelo PM se aproximou mais da linha de referência extraída da imagem Sentinel. O produto foi validado para uso em cartas náuticas com escala a partir de 1:25.000 (Classe D), através de uma análise pelo Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC-PCD) brasileiro vigente e analisado quanto aos critérios da Organização Hidrográfica Internacional (OHI) cujo valor máximo da incerteza horizontal para levantamento da linha de costa natural é de 20m a 95% de nível de confiança. Tipo: masterThesis Sun, 01 Jan 2023 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/ripcmb/846966 2023-01-01T00:00:00Z