GPHIDROGEODÉSIA E HIDROGRAFIA
TideLabPROCESSAMENTO DE SÉRIES DE NÍVEL D'ÁGUA

Ajuda Técnica do TideLab

Documento técnico de apoio ao uso do TideLab, abrangendo importação de séries maregráficas, controle de qualidade, filtros, interpolação, nível médio, nível médio local, análise harmônica, referências para rios, DRP, previsão de marés, tábua de marés, controle do sensor por diagrama de Van de Casteele, zoneamento discreto de marés e exportações rastreáveis.

Escopo

Esta ajuda técnica apresenta a fundamentação matemática dos métodos, as hipóteses físicas e estatísticas adotadas, as escolhas metodológicas e operacionais e as limitações operacionais que devem ser consideradas na interpretação dos resultados.

Controle de qualidade e filtrosAnálise harmônicaZoneamentoExportação

Sumário

1. Finalidade e escopo do TideLab

O TideLab é um ambiente integrado para processamento de séries temporais de nível d'água, com ênfase em aplicações maregráficas, fluviométricas e em zoneamento discreto de marés. O software separa explicitamente série original, série de trabalho e produtos derivados, o que evita sobrescrita indevida dos dados de entrada e preserva coerência entre processamento, visualização e exportação.

O escopo operacional do sistema compreende importação de séries, controle de qualidade, filtros temporais, interpolação, reamostragem, cálculo de níveis médios, análise harmônica, previsão e tábua de marés, controle do sensor por diagrama de Van de Casteele, produtos fluviais específicos, cálculo de DRP, transporte de parâmetros verticais e síntese zonal entre duas estações extremas.

A documentação descreve as rotinas disponíveis e suas hipóteses operacionais. Quando houver divergência entre conceito, interface, comportamento implementado ou produto gerado, interrompa a interpretação operacional, registre o caso e solicite revisão técnica conjunta da documentação, da interface e do resultado.

2. Conceitos básicos e terminologia

Termos operacionais principais
  • Série original, conjunto bruto importado, preservado como referência de entrada.
  • Série de trabalho, cópia operacional sobre a qual incidem controle de qualidade, filtros, interpolação e reamostragem.
  • Controle de qualidade, conjunto de testes de triagem aplicados sobre faixa, desvio residual local, taxa de variação e persistência temporal plausível.
  • NM, nível médio do período processado, conforme a rotina escolhida.
  • NML, série de níveis médios locais, tipicamente diários, obtida a partir de série submareal.
  • Z0, cota do nível médio em relação ao nível de redução.
  • NR, nível de redução expresso em relação ao zero da régua quando compatível com o mesmo sistema vertical.
  • Zoneamento, discretização longitudinal do trecho entre duas estações, preservando transição temporal e vertical por zonas.

Essa terminologia deve permanecer estável ao longo do sistema. Trocar NM por S0, confundir Z0 com NR ou tratar espectro resumido como análise harmônica completa produz interpretação errada e contamina o uso do software.

3. Importação, unidades, projetos e licença

Na importação, o software exige que a unidade original das leituras seja corretamente declarada. As séries são convertidas internamente para metros. Esse ponto é operacionalmente crítico. Se a unidade for informada de forma errada, toda a cadeia posterior fica contaminada, inclusive controle de qualidade, filtros, NM, NML, análise harmônica, cálculos de referência e zoneamento.

Na rotina geral de importação, o operador prepara o conteúdo do arquivo, remove cabeçalhos ou linhas não aplicáveis, define o separador, mapeia as colunas e declara unidade e referência temporal. O TideLab pode montar instantes a partir de colunas separadas de data e hora, coluna temporal única, apenas data, apenas hora com data inicial informada, ou malha temporal construída por data inicial, hora inicial e intervalo nominal. Timestamps com UTC ou offset explícito são normalizados automaticamente. Quando o arquivo não traz offset, a referência temporal deve ser declarada pelo operador. Valores sem sinal, como 3, permanecem ambíguos e não recebem conversão automática. Importações sem instantes válidos ou sem níveis válidos são recusadas. No módulo de zoneamento, os arquivos TID são submetidos a validação estrita antes de qualquer cálculo, incluindo malha temporal, ausências, sentinelas de ausência e duplicidades.

O TideLab também trabalha com metadados verticais e, no módulo de zoneamento, pode ler F-41 em PDF para obter nome da estação, latitude, longitude, fuso e parâmetros como S0, Z0 e NR, sem eliminar a possibilidade de sobrescrita manual quando necessária. A leitura automática utiliza extração textual por padrões definidos, sem OCR. As coordenadas F-41 são interpretadas prioritariamente em graus e minutos decimais, com associação operacional a WGS 84. O texto original é preservado, e latitude e longitude permanecem editáveis pelo operador. A validação rejeita latitude fora do intervalo de 90° S a 90° N e longitude fora do intervalo de 180° W a 180° E. Nos limites absolutos, 90° e 180° só são aceitos quando minutos e segundos forem iguais a zero. Fichas escaneadas, PDFs baseados em imagem, textos com quebras incompatíveis ou layouts diferentes exigem conferência e preenchimento manual.

As séries são processadas internamente em metros. Na interface Qt, a unidade de exibição é inicialmente sincronizada com a unidade declarada na importação ou com a unidade registrada nos metadados do produto harmônico carregado. O operador pode alterá-la entre m, cm e mm sem modificar os dados internos, os cálculos ou o referencial vertical. Gráficos, tabela de dados, resultados textuais e tábua de marés são atualizados para a unidade selecionada. A exportação da tábua é reconstruída a partir da coluna interna valor_m, portanto cabeçalho e alturas exportadas usam obrigatoriamente a mesma unidade.

3.1 Seleção temporal

Para criar uma seleção temporal, ative o modo gráfico Selecionar intervalo e arraste horizontalmente sobre o gráfico. A seleção é mostrada como faixa sombreada e só influencia as operações cujo campo Escopo estiver definido como Aplicar na seleção, atualmente os controles de qualidade e os filtros temporais. Cálculo de NM, NML e análise harmônica usam a série de trabalho completa, salvo quando operação anterior a tiver modificado. Previsão e tábua de marés usam o produto harmônico ou a previsão já gerada. O Zoneamento não usa a série de trabalho da janela principal nem a seleção temporal, pois lê arquivos TID próprios de referência e subordinada definidos no assistente. A ação Excluir seleção remove as linhas do intervalo selecionado e altera a série de trabalho.

3.2 Projetos TideLab

Projetos usam a extensão .tidelab e armazenam um manifesto JSON com caminho e hash SHA-256 do arquivo de origem, configuração de importação, estado relevante da interface e registro operacional. Quando o operador prepara manualmente o conteúdo ou altera o mapeamento de importação, o projeto preserva o conteúdo preparado, sua assinatura SHA-256 e a configuração completa, para que a série seja restaurada exatamente mesmo que o arquivo externo seja alterado, movido ou removido. Em importações sem preparação manual, o projeto armazena caminho, hash e configuração, sem incorporar uma cópia desnecessária do arquivo de origem. Na ausência de conteúdo preparado, o TideLab exige que a fonte original esteja acessível e avisa quando o hash atual não coincide com o hash salvo. Se o operador recusar a abertura diante de divergência de hash, o projeto ativo permanece inalterado. O registro operacional salvo é restaurado no terminal com identificação de histórico recuperado. Projetos históricos compatíveis podem ser migrados para o esquema atual, devendo ser revisados antes de novo processamento.

3.3 Licença

Operações técnicas exigem licença TideLab válida. A licença é carregada pela interface e, quando aceita, é copiada para %APPDATA%\TideLab\license.lic no Windows, ou para ~/.tidelab/license.lic quando a variável de ambiente correspondente não estiver disponível. A validação exige assinatura digital Ed25519 verificável, produto TideLab e data de validade vigente. Arquivo inacessível, formato inválido, assinatura inválida, produto diferente, chave pública ausente ou licença expirada impedem a execução das operações técnicas.

3.4 Tratamento de falhas e código de suporte

Mensagens de operação e de domínio são apresentadas diretamente quando descrevem uma condição que o operador pode corrigir. Falhas internas inesperadas não expõem detalhes de implementação, bibliotecas, caminhos locais ou rastros de execução. Nesses casos, a interface mostra uma mensagem neutra acompanhada de um código de suporte no formato TL-AAAAMMDD-HHMMSS-XXXXXX.

Os detalhes técnicos associados ao código são registrados em %APPDATA%\TideLab\logs\technical_errors.log no Windows, ou em ~/.tidelab/logs/technical_errors.log quando a variável de ambiente correspondente não estiver disponível. Ao solicitar suporte técnico, informe o código exibido e preserve o arquivo de registro associado.

A sobrescrita manual existe para ajustar ou complementar a informação disponível, não para mascarar inconsistências entre arquivos, relatórios e referenciais verticais.

4. Controle de qualidade

O controle de qualidade do TideLab não corrige fisicamente uma série ruim. Ele apenas sinaliza ou transforma em ausentes padrões matematicamente suspeitos.

TesteFunçãoComentário técnico
FaixaMarca valores fora de limites físicos ou operacionaisOs limites devem ser definidos em metros já convertidos.
SpikeCompara a leitura com a interpolação temporal local entre vizinhos válidosO limiar depende do passo temporal e do comportamento local da série.
Taxa máxima de variação, m/hControla o gradiente absoluto entre amostras consecutivasO limiar deve ser compatível com o intervalo amostral e não deve ser reaplicado indistintamente entre séries de 1 min e 60 min.
Flat LineSinaliza persistência excessiva dentro de uma tolerânciaO critério acumula duração em horas e precisa distinguir maré fraca real de travamento instrumental.
O TideLab permite identificar inconsistências antes da aplicação do tratamento e atuar sobre a série inteira ou apenas sobre o trecho selecionado. A marcação como ausente preserva os instantes de observação. A ação de exclusão remove linhas sinalizadas e pode comprometer a regularidade exigida por filtros digitais, pelo cálculo de nível médio baseado em filtragem e pela análise harmônica.

4.1 Teste de Van de Casteele, controle do sensor por comparação com a régua

O TideLab dispõe do controle metrológico do sensor por comparação com a régua, na forma do diagrama de Van de Casteele. A entrada é um arquivo com as colunas nivel_regua_m e delta_h_m, em que Δh é a diferença entre a leitura do sensor e a leitura da régua, com a coluna opcional fase, de valores enchente e vazante, que habilita a verificação de histerese.

O módulo calcula a média e o desvio padrão de Δh, a inclinação e o intercepto da reta ajustada, a faixa de Δh, a correlação entre o nível observado e Δh e, quando há fases, a separação entre os ramos de enchente e vazante. A partir dessas métricas, classifica o comportamento em sensor calibrado, deslocamento constante de datum, erro de escala ou calibração, histerese entre enchente e vazante, e dispersão aleatória ou problema instrumental. O diagrama apresenta os pontos observados e a tendência linear, com os dois eixos na unidade de exibição corrente.

O diagrama de Van de Casteele é ferramenta de triagem do desempenho do sensor. A classificação automática orienta a inspeção, porém não substitui a verificação de campo nem a comparação direta com a régua.
ClasseCritério numérico aplicado
Sensor calibrado|média de Δh| < 0,010 m, |inclinação| < 0,010 e desvio padrão < 0,015 m.
Erro de datum|média de Δh| ≥ 0,030 m, |inclinação| < 0,015 e desvio padrão < 0,025 m.
Erro de escala|inclinação| ≥ 0,020 e desvio padrão < 0,030 m.
Dispersão aleatóriaDesvio padrão ≥ 0,030 m.
HistereseDiferença média entre ramos de enchente e vazante ≥ 0,015 m, quando ambas as fases possuem suporte suficiente.

A precedência da classificação é: histerese, sensor calibrado, erro de datum, erro de escala, dispersão aleatória e, por fim, inconclusivo. Os limiares são regras internas de triagem, não substitutos de especificação metrológica contratual.

4.2 Correção de datum da série de trabalho

O TideLab permite aplicar uma correção vertical constante, ou offset de datum, exclusivamente à série de trabalho, somando um valor em metros à coluna de nível. A série original importada permanece preservada como referência de entrada. A operação destina-se à correção de erro de datum identificado no controle de qualidade. Por alterar o referencial vertical da série de trabalho, ela invalida os produtos derivados já calculados, análise harmônica, previsão e referências, que passam a exigir recálculo. A aplicação do offset vertical constante só deve ser feita quando a diferença de datum for conhecida, rastreável e documentada. Quando o objetivo for referir produtos ao nível de redução, a compatibilidade entre série de trabalho, régua, referências locais e a relação NR igual a S0 menos Z0 deve ser verificada antes do recálculo.

Na importação, o operador pode preparar o conteúdo em uma área editável, remover cabeçalhos ou linhas inválidas e definir o mapeamento de colunas. A preparação aplicada é preservada no projeto para reabertura reprodutível. Importações sem observações temporais ou níveis válidos são recusadas. Timestamps com marcador UTC ou offset explícito são normalizados internamente para UTC. Quando o arquivo não traz offset, a referência temporal deve ser declarada pelo operador antes da análise harmônica. Valores isolados, como 3, não identificam universalmente um fuso e não recebem interpretação automática.

5. Filtros, interpolação e reamostragem

Os operadores de transformação temporal do TideLab não são equivalentes. Média móvel, filtros passa baixa e passa alta, interpolação linear, interpolação senoidal de interface e reamostragem pertencem a categorias diferentes. Misturar tudo como se fosse apenas “limpeza” é erro metodológico.

FerramentaImplementação no sistemaLeitura correta
Média móvelJanela temporal em minutosAdequada quando a escala física do fenômeno interessa mais que o índice amostral.
Passa baixaFiltro Butterworth IIR de quarta ordem, em forma SOS e com fase nula por aplicação forward/backward, processado por blocos válidos com quantidade mínima de amostras.Boa escolha para séries reais com falhas. A operação só é executada quando todos os blocos válidos atendem ao tamanho mínimo. Na presença de qualquer bloco curto, a série inteira permanece inalterada.
Passa altaDiferença entre a série original e a componente passa baixa correspondente, submetida à mesma verificação de bloco mínimo.Interpretar como resíduo de banda alta, não como variável autônoma.
Interpolação linearRestrita a lacunas internas curtas; na série inteira, a malha temporal é antes regularizadaConservadora e estável.
Interpolação senoidalSuavização por cosseno na interface, sob a mesma lógica de lacunas curtasNão equivale a reconstrução harmônica.
ReamostragemPermitida apenas para a série inteira, sem interpolação, com agregação configurável e intervalos maiores ou iguais ao originalNão deve ser usada para criar malha artificialmente mais fina.
Passa baixa e passa alta podem atuar localmente, mas exigem margens internas automáticas compatíveis com o período de corte. Antes de criar histórico de desfazer, modificar a série de trabalho ou limpar produtos derivados, o TideLab verifica se todos os blocos válidos possuem a quantidade mínima de amostras para o filtro configurado. Quando existir qualquer bloco curto que poderia perder leituras válidas, a operação inteira é bloqueada e a série permanece inalterada. A interpolação local atua apenas sobre lacunas internas já marcadas no trecho selecionado, não sobre ausência de instantes de observação.

6. Nível médio (NM) e níveis médios locais (NML)

A aba NM reúne os métodos Média simples, Godin e Thompson para cálculo do nível médio. Na Média simples, o resultado corresponde à média aritmética da série de trabalho. Nos métodos Godin e Thompson, a componente submareal é obtida antes do resumo temporal. Quando o relatório apresenta uma tabela diária, ela corresponde aos níveis médios locais, NML. Esse produto é exportado no relatório correspondente e não constitui uma aba independente da interface.

NMLd = média diária[xsubmareal(t)]

Essa diferença entre visualização resumida e produto exportável detalhado precisa ser explicitamente compreendida pelo usuário. Confundir a reta plotada com a tabela diária é leitura errada do software.

7. Filtro de Godin e filtro operacional de Thompson

O filtro de Godin é implementado pela forma clássica de três médias móveis sucessivas, duas de 24 h e uma de 25 h, exigindo compatibilidade exata entre a discretização temporal da série e as janelas físicas do método.

g1(t) = MA24 h[x(t)]
g2(t) = MA24 h[g1(t)]
g3(t) = MA25 h[g2(t)]

O filtro operacional denominado Thompson foi implementado como núcleo simétrico do tipo Lanczos cosseno, com período de corte interno fixo e meia janela igualmente fixa. Isso significa que o usuário não está diante de um Thompson arbitrário ou genérico, mas diante de uma implementação padronizada pelo software.

O filtro Thompson só é executado quando a série regular possui número de amostras igual ou superior ao tamanho do núcleo temporal interno. Esse tamanho depende do passo da série. Para dados horários, o núcleo atual possui 241 pontos. Esse valor é o mínimo computacional para executar o filtro, mas produz somente um ponto central com suporte completo. Portanto, uma série com apenas 241 observações não deve ser tratada automaticamente como período suficiente para interpretação robusta de NML.
Godin e Thompson exigem série regular. Se o passo temporal não for compatível, o procedimento correto é reamostrar antes. Para Thompson, a série também deve atender ao tamanho mínimo do núcleo temporal. Forçar a rotina sobre malha inadequada ou série insuficiente é tecnicamente indefensável.

8. Análise harmônica

A análise harmônica do TideLab não é apenas uma tabela de amplitudes e fases. Ela envolve sanitização da série, seleção operacional de constituintes, ajuste, reconstrução, resíduos e métricas globais.

Quando a referência temporal é conhecida, a cronologia é normalizada para UTC antes do ajuste. Timestamps com offset explícito são convertidos automaticamente. Em séries sem offset, a referência temporal é declarada pelo operador antes do ajuste. A interpretação das fases deve considerar os metadados temporais do produto e a validação técnica aplicável.
η(t) = A0 + Σk Hk cos(ωkt − gk)
Pontos importantes observados
  • O software exige no mínimo 48 registros válidos após sanitização temporal e numérica.
  • A análise harmônica utiliza o motor disponibilizado pelo TideLab e apresenta ao usuário os resultados do ajuste, da reconstrução e dos resíduos.
  • O termo de tendência linear não integra o fluxo principal do ajuste exibido ao usuário.
  • O conjunto de constituintes é restringido por critério metodológico adotado, número de espécies, duração do registro, separabilidade teórica e proteção de constituintes essenciais.
  • Após o ajuste, o software reconstrói a maré, calcula resíduos, espectro residual de amplitude e métricas como RMSE.

Mais constituintes não significam automaticamente melhor modelo. Em séries curtas, expansão excessiva pode produzir superparametrização e instabilidade interpretativa. Carregar apenas constituintes externas habilita síntese e inspeção preliminar, mas não recompõe integralmente o contexto de uma solução harmônica ajustada pelo próprio TideLab.

9. Parâmetros do motor harmônico

ParâmetroOrigemPapel
Latitude decimalInformada pelo usuário, entre -90° e 90°, exceto 0°Parâmetro físico do motor harmônico. As latitudes de -90° e 90° são aceitas. Latitude exatamente igual a 0° é bloqueada nesta versão.
Número de espéciesInformado pelo usuário, com faixa operacional de 2 a 13Controla a extensão do conjunto candidato de constituintes.
Probabilidade operacional de rejeiçãoInformada pelo usuário, entre 0,50 e 0,999Escala o critério de aceitação de componentes diretas.
Correções astronômicas e referência de faseTideLabPadronizam o ajuste principal.
Conjunto mínimo protegidoProcedimento padronizado do TideLabEvita descarte de constituintes essenciais ao produto hidrográfico.

O operador deve entender a diferença entre parâmetro físico informado, critério padronizado pelo TideLab e restrição metodológica imposta pela duração da série. Ignorar essa distinção pode comprometer a interpretação de qualquer solução harmônica.

10. Níveis derivados e referência harmônica

O TideLab usa o critério de Courtier para classificação do regime de maré e deriva Z0 por combinações condicionadas ao regime identificado. Em seguida calcula o NR analítico por diferença entre o termo médio e Z0, apresentando esse valor no relatório harmônico.

C = H(O1) + H(K1) H(M2) + H(S2)
NRanalítico = A0 − Z0

Além do caminho analítico, o software gera série sintética prolongada para derivação de níveis estatísticos representativos e aproximações simplificadas com subconjunto restrito de constituintes. Esses produtos são úteis, mas não são quantidades idênticas entre si. O erro é tratá-los como se fossem intercambiáveis.

11. Previsão

A previsão no TideLab pode partir da análise executada na própria sessão ou de um pacote harmônico salvo pelo próprio software. Carregar apenas uma tabela externa de constituintes permite síntese preliminar, mas não reconstitui integralmente o contexto de uma solução ajustada.

ηpred(t) = A0 + Σk Hk cos[ωk(t − tref) − gk]

Os extremos previstos são extraídos diretamente da malha temporal calculada, por comparação local entre amostras adjacentes. Portanto, o intervalo de previsão influencia não apenas a aparência da curva, mas também a localização de preamares e baixa-mares reportados.

A partir da série prevista, o TideLab gera a tábua de marés, isto é, a lista cronológica de preamares e baixa-mares com data, hora e altura, na unidade de exibição corrente, com exportação em CSV e em texto. O instante e a altura de cada extremo são refinados por interpolação parabólica de subamostra, a partir das três amostras vizinhas, o que recupera o pico real entre os pontos da malha temporal.

Extremos previstos dependem do passo temporal escolhido para a previsão. O refinamento parabólico de subamostra atenua o viés de um passo grosseiro sobre o instante e a altura, mas um passo muito largo ainda pode omitir extremos próximos. Recomenda-se um passo compatível com a banda da maré.

12. Referência para rios e DRP

Na aba Referência para rios, o software calcula uma referência baseada no percentil selecionado da série de nível. A interface disponibiliza os percentis de 6% e 10%, com possibilidade de remoção prévia de valores atípicos pelos métodos IQR ou MAD. Esses percentis são opções operacionais voltadas a níveis baixos representativos. Os parâmetros e a exportação do DRP ficam na aba Exportações, no grupo visual Exportações rastreáveis.

NRrio = Qp(x)

Isso não transforma um percentil em verdade hidrológica universal. É uma convenção operacional aplicável quando o conjunto de dados, o objetivo do produto e a escala temporal são compatíveis com essa leitura.

O cálculo de DRP deve ser interpretado segundo a convenção do eixo vertical selecionada na interface, Positivo para cima ou Positivo para baixo, e segundo a compatibilidade vertical entre as grandezas informadas. O operador precisa confirmar se os dados pertencem ao mesmo referencial e ao mesmo período de interesse. O software exige coerência numérica mínima, inclusive a condição S0 ≥ Z0, mas não resolve contradições conceituais introduzidas pelos dados de entrada.

13. Zoneamento discreto de marés

13.1 Função e arquitetura

O módulo Zoneamento concentra leitura de séries, leitura de F-41, checagem de sobreposição, critérios de amplitude e fase, validação geométrica, síntese por zona, exportação e geração do relatório final.

Entradas principais
  • Arquivos TID de referência e subordinada.
  • F-41 da referência e da subordinada, quando aplicável.
  • Parâmetros verticais manuais ou lidos das F-41.
  • Distância longitudinal total d.
  • Arquivos de geometria das zonas nos formatos .brd ou .dxf.
  • Opcionalmente, eixo longitudinal explícito do trecho.
  • Amplitude máxima esperada das estações sintéticas do ZDF, em metros.
  • Incerteza das estações sintéticas do ZDF, em metros.
  • Incerteza das zonas de maré do ZDF, em metros.
Saídas principais
  • Relatório HTML.
  • Arquivo ZDF.
  • CSV auxiliar de geometria projetada, quando houver EPSG informado. O arquivo contém o EPSG declarado e não é um arquivo ZDF.
  • Arquivos TID por zona, gerados obrigatoriamente como componentes do projeto ZDF.
  • Registro de processamento.

Esse módulo concentra o núcleo técnico do zoneamento e deve ser interpretado como componente funcional central do procedimento.

A Etapa 1 rejeita séries TID com valores ausentes, sentinelas declaradas, valores não numéricos ou timestamps duplicados. Para arquivos declarados em mm, 9999.000 e -9999.000 são ambíguos, pois podem representar leituras físicas de 9,999 m e -9,999 m. Nesses casos, o cabeçalho deve declarar # TID_MISSING_SENTINEL=9999 para caracterizar ausência, ou # TID_MISSING_SENTINEL=NONE para informar que esses números são leituras físicas. O software informa a origem da inconsistência e bloqueia o cálculo até a correção do arquivo fonte. Nenhum desses registros é interpolado, descartado silenciosamente ou tratado como nível físico.

13.2 Fluxo do assistente

O assistente de zoneamento está organizado em seis etapas, da Etapa 0 à Etapa 5.

  1. Etapa 0, visão geral.
  2. Etapa 1, séries, F-41 e metadados.
  3. Etapa 2, referências verticais e transporte de NM.
  4. Etapa 3, critérios de amplitude, fase e número de zonas.
  5. Etapa 4, geometrias, ordenação e associações.
  6. Etapa 5, croqui de confirmação e exportação.

Na Etapa 1, o assistente assume que as leituras de maré já estão referenciadas ao zero da régua. A etapa apresenta resumo técnico das séries, verificação de metadados, espectro resumido por FFT e gráfico de componentes dominantes. Ela apresenta gráfico temporal das estações, espectro resumido por FFT e gráfico de componentes dominantes. Esses recursos são exploratórios e não constituem análise harmônica astronômica completa.

Na Etapa 2, a caixa de confirmação de equivalência meteorológica e oceanográfica inicia desmarcada. O avanço exige que o operador a marque explicitamente, além de revisar as referências verticais e o transporte de NM.

A exportação final é bloqueada até que o croqui seja explicitamente aceito pelo usuário. Essa condição integra o fluxo operacional de validação antes da exportação final.

13.3 Critérios de amplitude, fase e parâmetros verticais

O cálculo do número de zonas combina, em regime operacional, critérios de amplitude e fase, adotando ao final o valor mais restritivo entre eles, salvo sobrescrita manual explícita.

Namp = teto(|ΔA| / tolA + 1)
Nfase = teto(|ΔT| / degraut + 1)
L = d / (N − 1)
N igual a 1 indica que os critérios avaliados não definem discretização espacial. Nesse caso, o TideLab apresenta o diagnóstico, mas bloqueia a preparação de geometrias e a geração de produto ZDF com zonas. Para materializar um produto zonado, N deve ser maior ou igual a 2.

Quando o método de amplitude selecionado é 2Z0, o módulo usa ΔA = 2|Z0sub - Z0ref|. Quando o operador seleciona o critério por preamares, o módulo trabalha com extremos observados pareados e compara as alturas reduzidas por S0. Esse caminho depende de dados suficientes e pode não ser calculado automaticamente em janelas curtas.

A interface permite selecionar 5, 10, 15 ou 20 cm como tolerância vertical de cálculo. O valor inicial de 10 cm corresponde ao fluxo normativo descrito nesta ajuda para diferença de altura instantânea entre zonas contíguas, equivalente a 5 cm em Z0. No critério 2Z0, o fator 2 converte a diferença de Z0 em diferença de altura instantânea. O software aplica diretamente o valor escolhido aos critérios de amplitude, ao degrau temporal e à determinação do número de zonas, mas não certifica automaticamente a aderência normativa de escolha superior a 10 cm. A adoção de 15 ou 20 cm exige justificativa técnica externa ao software.

Para fase, o módulo pode operar por correlação cruzada ou por dados observados. No caminho por dados observados, detecta preamares e baixa-mares, pareia extremos próximos e registra os indicadores disponíveis. A convenção adotada é rígida, ΔT positivo significa que a subordinada atrasa em relação à referência.

O degrau temporal automático é calculado a partir do semicíclo observado de maior amplitude na janela simultânea entre as duas séries.

degraut = duraçãoobservada,min × tolcm / amplitudeobservada,cm

A diferença de amplitude manual, quando informada, substitui apenas o critério de amplitude. A diferença de fase manual substitui apenas ΔT. Nenhuma delas altera automaticamente a amplitude observada ou a duração usadas no degrau temporal automático.

O analista pode adotar N final manual maior, igual ou menor que o recomendado. Quando houver sobrescrita, o TideLab exige fonte e justificativa técnica, registra a decisão no projeto, no relatório e no log operacional, além de alertar quando o N adotado for inferior ao recomendado automaticamente.

Na comparação por correlação cruzada em modo operacional, o operador deve selecionar explicitamente a classificação de Courtier para as duas estações. O assistente não presume regime semidiurno. O módulo bloqueia o uso do critério quando alguma classificação estiver ausente ou quando as classes diferirem.

O transporte de NM e dos parâmetros verticais no zoneamento é tratado de forma rígida. No método da lâmina d'água, o transporte operacional segue a relação abaixo. Esse comportamento preserva a consistência conceitual e evita preenchimentos automáticos incompatíveis com os pressupostos do método.

NMsub, alvo = NMsub, mês + [NMref, alvo − NMref, mês]
ItemComportamento observado
NM da referência no período alvoObrigatório no fluxo do zoneamento.
NM da subordinadaPode ser igualado ao NM alvo da referência, transportado pelo método da lâmina d'água ou definido por resultado externo/manual. A decisão de aplicar automaticamente o ΔNM à série é separada da escolha do valor vertical adotado.
Z0, S0 e NRPodem vir da F-41 ou de sobrescrita manual, mas o módulo aplica precedência manual e verifica coerência interna pela relação NR = S0 - Z0.
Critério expeditoExigido apenas em faixa operacional específica de sobreposição e com confirmação explícita de sizígia.
A consistência entre NR, S0 e Z0 é verificada pela relação |(S0 - Z0) - NR| ≤ 0,005 m. Diferença superior a 5 mm bloqueia o processamento do zoneamento. Esse limite é distinto da tolerância de amplitude entre zonas, que é configurada em centímetros.

13.4 Geometria, croqui e exportação final

As geometrias das zonas não servem para descobrir o modelo. Elas servem para materializar um modelo já definido por critérios amplitude, fase, distância e número final de zonas.

  1. Informar a distância longitudinal total d.
  2. Calcular ou revisar o número final N.
  3. Calcular a largura teórica L.
  4. Importar ou construir as geometrias.
  5. Associar nomes de zonas e estações representativas.
  6. Gerar o croqui, revisar e aceitar.

Quando não há eixo longitudinal explícito, o módulo usa segmento reto entre as estações como eixo aproximado de propagação e registra que a validação normativa rigorosa exige eixo informado. Essa condição deve ser considerada na interpretação da checagem geométrica.

O intervalo de saída só pode manter o passo base detectado nas séries de entrada ou assumir múltiplos inteiros maiores. O software bloqueia intervalos menores e também bloqueia múltiplos não inteiros do passo base.
No arquivo ZDF, o intervalo informado no assistente, em minutos, é registrado no campo Interval em segundos. Por exemplo, 10 min é registrado como 600 e 60 min como 3600. O campo Outage permanece em minutos.
A exportação final do ZDF exige polígonos fechados, sem sobreposição de área, nomes de zona sem vírgulas ou quebras de linha, coordenadas geográficas válidas e curvas TID completas, regulares e sem valores ausentes. Caso qualquer condição falhe, o TideLab bloqueia a exportação antes de gerar arquivos ZDF ou TID incompletos.
Cada estação sintética do ZDF recebe uma amplitude máxima esperada e uma incerteza de estação, enquanto cada zona recebe sua incerteza zonal. As incertezas iniciam em 0,05 m, permanecem editáveis e devem ser substituídas quando houver plano de qualidade ou modelo de incerteza aplicável. A amplitude inicialmente sugerida a partir das séries de entrada é reavaliada nas curvas zonadas antes da exportação final. Quando necessário, o TideLab eleva esse valor para cobrir o maior módulo zonado, acrescenta margem de 10% e arredonda para cima em 0,10 m. Toda elevação automática é registrada no relatório e no log.

13.5 Nota instrutiva para interpretação da Etapa 1

Leitura das visualizações da Etapa 1.

A Etapa 1 é exploratória. Ela apresenta gráfico temporal das séries de entrada, resumo técnico, espectro resumido por FFT e gráfico de componentes dominantes. O gráfico temporal apoia a inspeção visual das séries, enquanto FFT e componentes dominantes não equivalem a análise harmônica astronômica completa.

Visualização Leitura correta Erro de interpretação a evitar
Resumo técnico Confere metadados, extensão temporal, número de registros e características básicas das séries de entrada. Assumir que a conferência de metadados substitui a inspeção temporal em ferramenta apropriada.
Espectro resumido Indica concentração de energia por faixa de período. Rotular diretamente picos como M2, S2, K1 ou O1.
Componentes dominantes Serve para comparação rápida entre estações. Tomar o gráfico como identificação harmônica formal.
Sequência recomendada, primeiro conferir metadados e consistência das séries, depois identificar se a energia dominante é semidiurna, diurna ou mista, por fim usar os componentes dominantes apenas como reforço comparativo. Se houver contradição entre as visualizações, a interpretação correta é conservadora e a incerteza deve ser registrada.
As visualizações da Etapa 1 não fornecem fase espectral utilizável para decisão normativa direta. Séries curtas, irregulares ou ruidosas podem deslocar picos aparentes e distorcer a leitura.

13.6 Produtos, relatórios e rastreabilidade

Os principais produtos técnicos do TideLab e do módulo de zoneamento incluem tabelas, gráficos, relatórios HTML, arquivos intermediários, pacotes de previsão, arquivos ZDF e arquivos TID por zona. Cada processamento final cria uma pasta exclusiva dentro do diretório de saída escolhido pelo operador. Essa pasta reúne o relatório HTML, o arquivo ZDF geográfico, o CSV auxiliar de geometria projetada quando houver EPSG informado, o registro de processamento e todos os arquivos TID referenciados pelas estações de zona. O CSV projetado possui EPSG declarado e não deve ser tratado como arquivo ZDF nem utilizado como produto geográfico de intercâmbio.

No zoneamento, cada projeto ZDF gera obrigatoriamente os arquivos TID correspondentes às suas estações de zona. O arquivo ZDF registra apenas o nome de cada TID, por exemplo S1.tid, e o software de destino deve localizar esse arquivo na mesma pasta do ZDF. Essa organização mantém o produto portátil entre computadores, evita referências absolutas quebradas e reduz o risco de associação indevida entre um ZDF histórico e arquivos TID gerados em processamento posterior. Todos os produtos são primeiro gravados em área temporária da mesma pasta de saída e a pasta final só é publicada quando ZDF, TID, relatório, geometria auxiliar e log forem concluídos sem falha.

O relatório final registra parâmetros, avisos, fontes verticais, validação simples entre zonas adjacentes, figuras, planta de zoneamento e registro de processamento. A pasta exclusiva de produtos deve ser preservada integralmente para manter a rastreabilidade técnica, a reprodutibilidade do produto e a integridade das referências entre ZDF e TID.

O fuso declarado nas F-41 é documentado para rastreabilidade, mas o módulo de zoneamento não converte automaticamente o fuso horário na exportação. Esse comportamento deve ser considerado explicitamente na rastreabilidade do produto exportado. Coordenadas extraídas automaticamente de F-41 devem ser verificadas quanto à notação angular, ao referencial geodésico assumido como WGS 84 e à compatibilidade espacial antes do uso em geometrias, distâncias, projeções ou zoneamento. O parser rejeita coordenadas fisicamente impossíveis. Latitude deve permanecer entre 90° S e 90° N, e longitude entre 180° W e 180° E. Nos limites de 90° e 180°, minutos e segundos devem ser iguais a zero.

13.7 Limites e responsabilidade técnica

Os principais pontos de atenção no uso do módulo de zoneamento incluem:

  • Ajuda não abre, verifique se a instalação está completa e se o arquivo de ajuda foi distribuído junto ao aplicativo.
  • Controle de qualidade marca demais ou de menos, revise unidade de entrada, intervalo amostral e limiares.
  • Se os filtros Godin ou Thompson não produzirem saída válida, verifique a regularidade da série e a compatibilidade do passo temporal.
  • Se o filtro Thompson for bloqueado, verifique se a série possui ao menos o número de amostras exigido pelo núcleo temporal. Para dados horários, o mínimo atual é de 241 observações. Esse limite permite executar o cálculo, mas não substitui avaliação técnica da duração representativa para NML.
  • Se a análise harmônica parecer implausível, revise duração, limpeza temporal, latitude e número de espécies. Latitude exatamente igual a 0° não é aceita nesta versão do aplicativo.
  • Zoneamento não exporta, confirme aceitação do croqui, integridade temporal estrita das séries TID, número de geometrias compatível com N, formatos .brd ou .dxf, distância total informada, intervalo de saída válido, amplitude ZDF, incertezas de estação e zona e parâmetros verticais coerentes.
  • Diferença entre valores estimados e inferidos não implica automaticamente erro, pode refletir a lógica metodológica adotada.
Há um limite claro entre o que o software automatiza e o que permanece como responsabilidade técnica do operador. O TideLab não substitui julgamento hidrodinâmico, controle metrológico nem coerência vertical imposta por documentação externa.

14. Referências recomendadas

Para interpretação física e metodológica dos produtos do TideLab, recomendam-se as seguintes referências de base, em conjunto com a documentação operacional aplicável ao órgão hidrográfico e ao projeto específico.

  • Franco, A. S., análise harmônica e fundamentos de marés.
  • Pugh, D. T., Tides, Surges and Mean Sea Level.
  • IOC Manuals and Guides, sea level measurement and interpretation.
  • Emery and Thomson, Data Analysis Methods in Physical Oceanography.
  • Pawlowicz et al., literatura relacionada à análise harmônica.
  • Normativos e instruções hidrográficas aplicáveis ao levantamento e ao zoneamento de marés.

Créditos, autoria e contato

Desenvolvido por Prof. Ítalo Ferreira.

Em caso de dúvidas, contatar italo.ferreira@ufv.br.

TideLab v10.2.4, edição da ajuda técnica de junho de 2026.