Monitorização e modelação da morfodinâmica costeira através de veículos aéreos não tripulados (VANTs): casos de estudo em zonas costeiras de Portugal

Abstract

A zona costeira é uma área com uma intensa atuação de factores de mudança, naturais e antrópicos. É um ecossistema fértil, cuja estabilidade e morfologia são influenciadas por processos oceanográficos, meteorológicos, dinâmica fluvial e a ação antrópica. Por vezes densamente populada, a zona litoral portuguesa concentra 75% da população, polariza a atividade socioeconómica e apresenta elevada dinâmica costeira. Torna-se, portanto, imprescindível a monitorização destas áreas, partindo do conhecimento prévio das características iniciais dos sistemas naturais e seguindo para a observação da evolução dos processos que ocorrem nestas zonas, a fim de prever seu comportamento futuro e de determinar os fatores que influenciam esta dinâmica. A área de estudo selecionada para este trabalho, para testar algumas técnicas de monitorização baseadas em veículos aéreos não tripulados, foram as Praias da Aguçadoura e da Ramalha, na região noroeste de Portugal. O presente trabalho utilizou recursos de fotografia aérea através de VANT´s, fotogrametria, modelação 3D recorrendo ao software Agisoft PhotoScanPro, levantamentos com um sistema de mapeamento móvel com GPS diferencial e tecnologias de Sistemas de Informação Geográfica para (i) efetuar a medição de volumes de modo a obter balanços sedimentares através de modelos tridimensionais, (ii) avaliar tendências evolutivas da morfodinâmica do sistema costeiro, (iii) criar e complementar dados para futuros estudos e campanhas de monitorização e (iv) demonstrar a eficácia e a qualidade de modelos tridimensionais para trabalhos deste cariz. As análises comprovam a intensa dinâmica do sistema dunar, com deslocamento constante do volume de areia no sentido NW-SE por ação eólica e perda constante de areia na zona de contato berma da praia-duna. Quanto ao método, foi possível concluir que é extremamente eficiente pois obtém-se resultados fiáveis, pormenorizados e de grande precisão, com baixo custo. Os produtos derivados deste método possibilitam a obtenção de resultados que constituem ferramentas valiosas para questões de ordenamento de território, ambientais e científicas.

The coastal zone is an area with intense action of natural and anthropic change factors. It is a fertile ecosystem, whose stability and morphology are influenced by oceanographic and meteorological processes, river dynamics and anthropic action. Densely populated at times, the Portuguese coastal zone concentrates 75% of the population, polarizes socioeconomic activity and presents intensive coastal dynamics. Therefore, monitoring these areas is essential to predict their future behavior and to determine the factors that influence this dynamic, starting from the prior knowledge of the natural system’s initial characteristics and following to the observation of the evolution of the processes that occur in these zones. The study area, selected for this work to test some monitoring techniques based on unmanned aerial vehicles, was the beaches of Aguçadoura and Ramalha, in the northwest region of Portugal. The present work used resources such as aerial photography through VANTs, photogrammetry, 3D modeling using Agisoft PhotoScanPro software, surveys with a mobile mapping system with differential GPS, and Geographic Information Systems technologies to (i) carry out the measurement of volumes to obtain the sedimentary balance through threedimensional models, (ii) evaluate evolutionary trends in coastal system’s morphodynamics, (iii) create and supplement data for future studies and monitoring campaigns, and (iv) demonstrate the effectiveness and quality of three-dimensional models for this kind of work. The analysis confirms the intense dynamics of the dune system, with constant displacement of the sand volume in the NW-SE direction by aeolic action and constant loss of sand in the beach berm-dune contact zone. As for the method, it was possible to conclude that it is extremely efficient because its reliable, detailed and highly accurate results are obtained at low cost. The products derived from this method make it possible to obtain results that are valuable tools for land use planning, and environmental and scientific issues.