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Vitor Colombo Nunes , Aluno na Universidade Federal de Sergipe
1. FOTOINTERPRETAÇÃOGEOLÓGICA EM IMAGENS DE SENSORES REMOTOS VISITE E CONHEÇA MEU BLOG WWW.GEOGRAFIADOBEM.BLOGSPOT.COM Dr. Stélio Soares Tavares Jr. www.geografiadobem.blogspot.com
2. Introdução• Esta apostila consiste na apresentação e em explicações dos aspectos metodológicosda fotointerpretação geológica em imagens de sensoriamento remoto do espectroóptico e das microondas, desenvolvidos inicialmente para fotointerpretação geológicade fotografias aéreas.• Ressalta-se que a aplicação desta metodologia jamais deverá substituir os trabalhosde campo, ou implicar em sua aplicação secundária, pois somente com os dadoslevantados in loco, que se pode obter conclusões definitivas do significado geológicodas feições fotointerpretadas nas imagens.• Aconselha-se o emprego desta metodologia com cautela, a fim de não se desvirtuar apotencialidade desta ferramenta, a qual deve ser utilizada como meio auxiliar aomapeamento geológico ou a outros projetos de pesquisa geológica quaisquer.• A eficiente aplicação desta metodologia deverá minimizar custos de projetos demapeamento geológico, porém seu conhecimento é essencial, pois apresenta limitaçõescomo qualquer outra.
3. Introdução• A evolução para novos sensores mais sofisticados, tanto orbitais, como aéreosimplicou na consideração de novas variáveis na fotointerpretação geológica:• escolha do sistema sensor mais adequado;• melhores bandas espectrais;• azimute de iluminação; ângulo de elevação e de incidência;• sazonalidade para umidade do solo, vigor da vegetação e cobertura de nuvens;• decidir por análises mono ou estereoscópicas.• Os métodos de fotointerpretação geológica podem ser divididos em dois Grupos:Comparativos e de Análise Lógica.• Os comparativos ou das chaves baseiam-se em padrões (as chaves) aplicados em:• determinadas áreas;• determinadas categorias (por ex. um tipo de litologia);• uma associação ( categorias e/ou áreas);• As chaves podem ser visuais (comparação de imagens de áreas diferentes) oudescritivas (descrições para as mesmas feições geológicas de áreas diferentes).Limitações que induzem subjetividades.
4. Introdução• Os primeiros estudos utilizando análise lógica foram apresentado por Guy (1966). NoBrasil esta técnica foi apresentada por Rivereau (1970) na Escola de Minas em OuroPreto.• Em 1976 Soares & Fiori organizaram um conjunto de conceitos para análise lógicadas imagens fotográficas, com procedimentos fotointerpretativos voltados às Ciênciasda Terra, desenvolvidos de forma sistemática, codificada e lógica:• Fotoleitura - identificação dos elementos da imagem com as feições de superfície.• Fotoanálise – estuda as relações entre as feições da imagem.• fotointerpretação – busca a descoberta e/ou avaliação do significado dos objetos e desuas relações.• Veneziani & Anjos (1982) adaptaram esses critérios para imagens multiespectrais debaixa resolução espacial e sem o recurso da estereoscopia.• Lima (1989, 1995) propôs um método de interpretação geológica em imagens deRVL, que conjuga análise lógica e das chaves, denominado Sistemática das Chaves.• Santos et al. (2000) estendeu a adaptação do método lógico para imagens SAR.
5. Elementos de Fotointerpretação• Elemento de Textura – é a menor superfície contínua e homogênea distinguível epassível de repetição na imagem fotográfica ( entender também na imagemmultiespectral e SAR).• Textura Fotográfica – padrão de arranjo dos elementos texturais.• A distinção e individualização destes elementos dependem da escala, resoluçãoespacial, parâmetros do sensor e do contraste entre os objetos e feições do terreno.• Estrutura Fotográfica – é a lei que exprime o padrão de organização no espaço doselementos texturais. Pode ser uma disposição ordenada ou aleatória, segundo variadospadrões (retilíneos, curvilíneos, com formas geométricas ou não).• Forma – exprime a disposição espacial dos elementos texturais com propriedadescomuns
6. Elementos de Fotointerpretação• Tonalidades (níveis de cinza) – estão diretamente relacionados com a reflectânciados materiais superficiais imageados, nas bandas do espectro óptico. No caso doespectro das microondas estão relacionados com a intensidadde do sinalretroespalhado.• Sombras – nas imagens multiespectrais são resultantes da iluminação oblíqua pelosol na superfície do terreno, no instante da aquisição do registro. Nas imagens SARsignificam áreas não iluminadas. Iluminação oblíqua proporciona o sombreamento, que dará idéia de da morfologia do terreno (relevo). (S) região de sombra, (I) área iluminada, I e S são elementos texturais de relevo.
7. Elementos de Fotointerpretação S I Quebras de relevo e rupturas de declive paralelas ao azimute solar• Em função da resolução espacial em A a escarpa iluminada ultrapassa a outraescarpa, que fica totalmente sombreada. Em B as ondulações (rupturas de relevo) sãoreduzidas, os que a tornam imperceptíveis.
8. Elementos de Fotointerpretação Segmentos de canais, localizados entre dois pontos, constituem os elementos texturais de drenagem.• Elementos texturais de drenagem – são os menores segmentos de uma linha dedrenagem, homogêneos e com dimensões definidas.• Vários dados geológicos-estruturais, geomorfológicos e pedológicos são obtidos apartir da análise das formas da rede de drenagem. Por isso que a extração detalhada darede de drenagem é de vital importância como subsídio à fotointerpretação
9. Influência da Estrutura das feições e objetos da Paisagem na Textura Fotográfica• A influência da estrutura espacial das feições e objetos da paisagem na texturafotográfica é observada quando se dá um significado lógico para a análise daspropriedades texturais de drenagem e relevo, bem como dos tons de cinza paraimagens monocromáticas e da matiz nos produtos integrados.• Veneziani e Anjos (1982) destacaram, além da análise das propriedades texturais derelevo e drenagem, os fatores Morfogenéticos no auxílio à fotointerpretação geológica,os quais são responsáveis pela elaboração das formas de relevo e da rede de drenagem.• A modelagem dessas formas é função de agentes esculturais (externos) e da estruturado material rochoso (internos) sobre o qual eles atuam.• Os externos – são em função do clima. Intemperismo, diversos tipos de erosão, até aantrópica.• Os internos - função da tectônica, não só a recente como as pretéritas, as quais foramas responsáveis pela formação do arcabouço tectono-estrutural, sobre o qual atuamtanto os agentes externos como os processos tectônicos mais recentes
10. Influência da Estrutura das feições e objetos da Paisagem na Textura Fotográfica• Outros fatores que auxiliam à fotointerpretação geológica são destacados porVeneziani e Anjos (1982): litológicos, deformacionais, antropogênicos e osrelacionados ao desenvolvimento da vegetação natural. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem• Como já foi discutido é crucial a análise das propriedades texturais da rede dedrenagem e do relevo para entender a influência da estrutura espacial das feições eobjetos da paisagem e buscar inferências geológicas-estruturais e geomorfológicas arespeito dos materiais superficiais. Estas propriedades levam a definição de outrascinco propriedades que caracterizam as formas do relevo e da rede de drenagem,tornando possível delimitar as ditas zonas homólogas.Zonas Homólogas – áreas delimitadas sobre as imagens com elementos texturais quepossuem propriedades qualitativas idênticas e mesma estrutura.
11. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem PROPRIEDADES TEXTURAIS DA REDE DE DRENAGEM – essas juntamentecom as do relevo levam a definição das cinco propriedades que caracterizam as formasdo relevo e da rede de drenagem: Densidade Textural - números de elementos texturais de drenagem por unidade deárea.Zonas A e B com diferentes densidades de drenagem por unidade de área arbitrária.
12. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem Alinhamentos, Lineações e Curvaturas dos elementos texturais de drenagem –lineações de drenagem são definidas por segmentos retilíneos e suas disposições emlinha reta, definindo alinhamentos, enquanto que curvaturas são segmentos curvilíneosdos elementos texturais.L: Lineações de drenagem; a: alinhamentos de drenagem
13. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem Angularidade dos elementos texturais de drenagem – são os ângulos deconfluência dos elementos texturais de drenagem.A confluência dos rios na zona A é mais acentuada, próxima de 90º.
14. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem Tropia – é a orientação dos elementos texturais de drenagem, segundo direçõespreferenciais. Serve pra definir o grau de ordem da estruturação.A – unidirecional; B – bidirecional; C – multidirecional ordenada e D - multidirecionaldesordenada.
15. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem Assimetria – é caracterizada pela extensão e forma dos elementos texturais dedrenagem, no que diz respeito aos afluentes do canal principal. A – fracamente assimétrica e B – fortemente assimétrica
16. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem Uniformidade – é caracterizada pelo grau de persistência de uma , ou mais de umadas propriedades anteriores e da constância das dimensões dos canais principais.Nas zonas A ocorre uniformidade em função da densidade textural, tropia,angularidade e lineações. Nas zonas B as propriedades não são persistentes e a largurado canal principal não constante.
17. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem Abaixo destacam-se alguns dados que podem ser obtidos a partir da análisedessas seis propriedades sobre as imagens de sensores remotos:• Permeabilidade relativa em função da densidade textural;• Grau de uniformidade do material, evidente que em função da uniformidade textural;• Controle estrutural em função dos alinhamentos, lineações, angularidades texturais,tropia e assimetria;• Inferências sobre a natureza das rochas; e• Inferências sobre o sentido de mergulho de feições planas, em função da assimetriade drenagem.
18. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem PROPRIEDADES TEXTURAIS DE RELEVO - essas juntamente com as da rede dedrenagem levam a definição das cinco propriedades que caracterizam as formas dorelevo e da rede de drenagem: Densidade Textural de Relevo - é a razão entre o número de elementos texturais derelevo por unidade de área, lembrando que esses elementos são definidos a partir dospares luz-sombra.Alinhamentos e lineações dos elementos texturais de relevo – definidas peladisposição retilínea a quase retilínea desses elementos. Os alinhamentos consistem naforte estruturação ocasionada pela disposição paralela das lineações, formando faixas.
19. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemQuebras de Relevo - são definidas pela forte estruturação proporcionada pelosalinhamentos de relevo e podem ser positivas ou negativas. Nas imagens aparecemcomo um par luz-sombra alongado. As quebras de relevo da superfície aparecem nas imagens de sensores remotos como pares alongados luz- sombra.
20. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemAssimetria de relevo - é função do ângulo de declividade entre zonas de relevo dediferentes propriedades texturais, cujo vértice é uma quebra positiva, avaliada nasimagens pela diferença entre as larguras das regiões sombreada e iluminada. Quanto menor o ângulo entre o plano de declividade estrutural e a linha do horizonte maior assimetria. Quanto maior este ângulo menor assimetria, e mais acentuado o mergulho estrutural. A região iluminada é bem maior que a sombreada, indicando forte assimetria.
21. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemAbaixo destacam-se alguns dados que podem ser obtidos a partir da análisedessas quatro propriedades sobre as imagens de sensores remotos:• Expressão geomorfológica de unidades geológicas como função da forma etopografia;• Grau relativo da dissecação como função da densidade textural de relevo;• Grau relativo da resistência à erosão como função da densidade textural de relevo;• Existência de estruturas geológicas como função dos alinhamentos, lineações,quebras e assimetria de relevo; e• Inferências a respeito do sentido do mergulho das feições geológicas/geomorfológicas planares como função da assimetria de relevo.
22. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemApós a análise das propriedades texturais dos elementos texturais (drenagem erelevo) das imagens de sensores remotos é possível definir as propriedades quecaracterizam as formas de relevo e da rede de drenagem e o conceito de zonashomólogas:• Propriedade qualitativa dos elementos texturais – expressa a qualidade e classifica oselementos texturais distinguindo em de drenagem, de relevo, de floresta, de cidade,etc.;• Densidade de textura – diz respeito a quantidade relativa de elementos texturaisdistinguíveis na imagem;• Estrutura - é qualitativa e diz respeito a organização dos elementos texturais noespaço;• Grau de estruturação – é quantitativa e está relacionada com o nível deordenação/organização/disposição dos elementos texturais. Quando os elementostexturais se dispõe regularmente ordenado, a forma é fortemente ordenada; e• Ordem de estruturação – é qualitativa e relaciona-se com a complexidade daordenação dos elementos texturais.
23. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemPROPRIEDADES QUE CARACTERIZAM AS FORMAS DE RELEVO E DA REDE DE DRENAGEM
24. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemZonas Homólogas – através da análise das propriedades que caracterizam as formasde relevo e da rede de drenagem é possível delimitar nas imagens de sensores remotosáreas referentes ás zonas homólogas, as quais possuem elementos texturais depropriedades qualitativas idênticas e de mesma estrutura.Os limites da zonas homólogas podem ser:Definidos – quando coincidem com formas lineares estruturadas. Ex: contatosgeológicos. Y é um alinhamento de drenagem, isto é uma forma linear estruturada.
25. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemProgressivos – há uma transição entre os elementos texturais de zonas adjacentes Y é um limite progressivo de zonas de elementos texturais de relevo.
26. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemEnvoltórios– a passagem entre zonas distintas é difusa. Y é um limite envoltório na passagem difusa.
27. Análise das Formas do Relevo e da Rede de DrenagemFLUXOGRAMA PARA ANÁLISE DAS FORMAS DA REDE DE DRENAGEM OBTENÇÃO DE UM MAPA DETALHADO DA REDE DE DRENAGEM ANÁLISE DAS PROPRIEDADES TEXTURAIS DA REDE: DENSIDADE, ALINHAMENTOS, LINEAÇÕES, ANGULARIDADE, TROPIA, ASSIMETRIA E UNIFORMIDADE. CARACTERIZAÇÃO DAS FORMAS SEGUNDO SUAS PROPRIEDADES: DENSIDADE, ESTRUTURA, GRAU DE ESTRUTURAÇÃO E ORDEM DE ESTRUTURAÇÃO. DELIMITAÇÃO DE ZONAS TABELA DE DADOS OBTIDOS. HOMÓLOGAS.
28. Análise das Formas do Relevo e da Rede de Drenagem FLUXOGRAMA PARA ANÁLISE DAS FORMAS DE RELEVO ANÁLISE DAS PROPRIEDADES TEXTURAIS DE RELEVO: DENSIDADE, ALINHAMENTOS, LINEAÇÕES, QUEBRAS E ASSIMETRIA CARACTERIZAÇÃO DAS FORMAS SEGUNDO SUAS PRÓPRIEDADES: DENSIDADE, ESTRUTURA, GRAU DE ESTRTURAÇÃO E ORDEM DE ESTRUTURAÇÃO. DELIMITAÇÃO DE ZONAS HOMÓLOGAS TABELA DE DADOS OBTIDOS
29. Diagrama de Fluxo para o Mapa detalhado Analise das Caracterização das Delimitação Mapeamento Geológico utilizando da rede de drenagem propriedades Texturais formas da rede (propriedades das zonas homólogas produtos de sensores remotos. de drenagem texturais das formas Dados Obtidos D Definição Inclusão Inclusão e Modelos de Mapadas imagens de c Mapa Foto- dados Fotogeológico de SERE dados i Final interpretativos preexistentes Petrográficos s ã o Caracterização Analise das das Delimitação propriedades formas do relevo das zonas texturais (propriedades homólogas do relevo texturais das formas) Dados obtidos