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X CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
SÃO PAULO – SP
9 a 11 de setembro de 1998
DEFINIÇÃO DE ÁREAS POTENCIAIS DO PONTO DE VISTA HIDROGEOLÓGICO
EM REGIÃO DE CRISTALINO ATRAVÉS DE IMAGENS DO LANDSAT-5 E SIG
Carlos Eduardo Sobreira Leite
(Mestre em Hidrogeologia)
Resumo - Este trabalho demonstra a
potencialidade dos filtros de convolução direcionais na identificação de
fotolineamentos em imagens digitais do satélite LANDSAT-5 e a integração de
dados de altimetria e de isodensidades e isofrequências de fotolineamentos para
definição de áreas com maior potencial hidrogeológico, através de SIG, na região
de rochas cristalinas, em parte dos Municípios de Crateús e Independência, na
região dos Inhamuns, no Estado do Ceará. Ao final foram definidas três áreas
consideradas como de baixo, médio e alto potencial
hidrogeológico.
INTRODUÇÃO
A área de pesquisa está geograficamente localizada entre as
coordenadas UTM 306.100 mE e 9.439.600 mN (limite superior esquerdo) e 359.100
mE e 9.399.900 mN (limite inferior direito) com 1.268 Km2, na porção
centro-oeste do Estado do Ceará, próxima ao limite desse estado com o do Piauí
(Figura 01).
Figura 01 - Localização da área de pesquisa
A geologia é representada por rochas do embasamento cristalino
(gnaisses e migmatitos predominantemente) e com feições estruturais marcantes
como a Falha de Tauá do tipo transcorrente sinistral, no centro da área com
direção aproximada norte-sul. O clima dominante é do tipo Tropical Quente, com
taxa pluviométrica anual média de 636 mm para Crateús e de 613 mm para
Independência (dados relativos ao período 1974 a 1997).
A altimetria varia de cerca de 200 a 500 metros, com
declividades, em geral, da ordem de 3% a 15%, podendo ser observados dois
padrões distintos: na parte leste da área, altitudes superiores a 300 metros e
na porção oeste, altitudes inferiores a estas cotas.
METODOLOGIA
Para definição do mapa final de potencialidade, foram
utilizadas as cartas plani-altimétricas da SUDENE, SB-24-V-C-III (Folha Crateús)
e SB-24-V-D-I (Folha Independência), ambas na escala de 1:100.000, e a banda TM4
do LANDSAT-5 (passagem de agosto de 1984).
As cartas SUDENE foram utilizadas para geração dos planos de
informação (PI’s) de altimetria e drenagem, enquanto a banda TM4 foi submetida a
tratamento digital com utilização de filtros de convolução direcionais para
extração de fotolineamentos da área estudada e geração do respectivo PI, que foi
processado estatisticamente para obtenção dos mapas temáticos de isodensidades e
isofrequências de fotolineamentos.
Posteriormente, os planos gerados foram integrados através do
software IDRISI, com aplicação de operações matemáticas de adição e
multiplicação de imagens e reclassificações para obtenção do produto final (mapa
de potencialidade). A seguir são discutidas as diversas etapas do
processo.
MAPA DE FOTOLINEAMENTOS
A banda TM4 foi submetida a tratamento digital no SITIM
(Sistema de Tratamento de Imagens) do INPE, com aplicação de filtros direcionais
de tamanho 7 x 7 para realce de estruturas de direções nordeste-sudoeste e
noroeste-sudeste. As direções norte-sul e leste-oeste também foram analisadas,
sem, entretanto, adicionarem novas informações, e por essa razão não foram
consideradas. Os resultados dos processamentos em tela foram impressos para
análise e confecção do respectivo overlay, que posteriormente foi digitalizado
para geração do respectivo PI.
A drenagem digitalizada a partir das cartas SUDENE foi
analisada para identificação de alinhamentos que representam estruturas
geológicas, respeitando-se os critérios de fotointerpretação, como ângulos de
encontro entre tributários e cursos principais e trechos alinhados de drenagens
de pequena ordem.
Os fotolineamentos interpretados a partir da banda TM4 foram
analisados em conjunto com os alinhamentos de drenagem, de forma a
complementá-los, gerando o mapa de fotolineamentos da área de pesquisa. A Figura
02 mostra o resultado obtido, onde podem ser observadas uma série de famílas
distintas de fotolineamenos.
Figura 02 - Mapa de fotolineamentos da área de pesquisa
MAPAS DE ISODENSIDADES E ISOFREQUÊNCIAS DE
FOTOLINEAMENTOS
Para geração desses mapas, foi considerado um grid de "células"
de tamanho 4Km x 4Km, e definidas as coordenadas dos seus pontos centrais. Os
fotolineamentos foram manualmente processados de forma a obter-se um valor de
densidade e frequência para cada "célula" cujo método de cálculo pode ser
resumido nas seguintes expressões:
Densidade (na "célula") = Comprimento total dos
fotol. (Na "célula") / Área da "célula"
Frequência (na "célula") = Número de fotol.
(Na "célula") / Área da "célula"
Os valores de densidade e frequência foram tratados com o
software SURFER, obtendo-se por krigagem, os mapas de isodensidades e
isofrequências de fotolineamentos que foram reclassificados para definição de
três limites distintos de baixa, média e alta densidade e frequência. As Figuras
03 e 04 mostram os produtos obtidos.
Figura 03 - Mapa de isodensidades de fotolineamentos
Figura 04 - Mapa de isofrequencias de fotolineamentos
MAPA DE ALTIMETRIA
A partir das cartas plani-altimétricas da SUDENE, foi gerado o
Modelo Numérico do Terreno com uso do SURFER; o software GRAPHER permitiu a
obtenção de perfis ao longo de toda a área em todas as direções, facilitando a
identificação de três limites de altitudes consideradas para a área em
particular, como de baixa (< 310m), média (310m - 330m) e alta (> 330m).
As regiões de cotas mais elevadas foram consideradas como áreas propícias à
recarga de água subterrânea enquanto as de cotas mais baixas foram consideradas
como propícias à descarga (Figura 05).
Figura 05 - Áreas consideradas como de baixas, médias e altas altitudes na área de pesquisa
INTEGRAÇÃO DOS DADOS
Os mapas de isofrequências e isodensidades de fotolineamentos e
de altimetria foram tratados de forma integrada através do IDRISI, com aplicação
de pesos distintos para cada um dos temas. O processamento para geração do mapa
final de fotolineamentos (Figura 06) pode ser expresso da seguinte forma:
3d + 2a + f = MP
Onde, d = Mapa de isodensidades de fotolineamentos,
f = Mapa de isofrequências de fotolineamentos,
a = Mapa de altimetria, e
MP = Mapa de potencialidade final.
Figura 06 - Mapa de potencial (probabilidade) hidrogeológico definido para a
área de
pesquisa.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para crítica ao modelo proposto, foram superpostos os poços
encontrados na área com dados confiáveis de vazão, considerando aqueles com
vazões abaixo e acima de 3.000 l/h (Figura 07). O resultado mostra uma
aproximação razoável do modelo com a realidade de campo, visto que as
concentrações maiores de poços de vazões superiores a 3.000 l/h (áreas
demarcadas em preto) encontram-se em áreas de média a alta potencialidade
(probabilidade).
Figura 07 - Mapa de potencialidade (probabilidade) e poços da área de pesquisa
REFERÊNCIAS BILBIOGRÁFICAS
ARTHAUD, M. H. A Falha de Tauá (CE), zona de cisalhamento
dúctil de alto ângulo de regeito múltiplo In: CONGRESSO BRASILEIRO DE
GEOLOGIA, 34., Goiás, Anais... Goiás: Sociedade Brasileira de Geologia,
1982. v. 2. p. 766-769.
CROSTA, A. P. Processamento digital de imagens de
sensoriamento remoto. São Paulo: Universidade Estadual de Campinas, 1992.
170p.DRURY, S. A. Image interpretation in geology. Londres: Allen &
Unwin, 1987. 242p.
FUNCEME. Banco de dados de poços. Fortaleza: 1992.
FUNCEME: Banco de dados de chuva. Fortaleza: 1998.
HORTON, R. E. Erosional development of streams and their
drainge basins: hydrophisical approach to quantitative morphology. Bulletin
Geol. Ame., USA, n.56, 1945. P. 275-370.
LILLESAND, T. M. & KIEFER, R. W. Remote sensing and
image interpretation. ed. New York: Jonh Wiley & Sons Inc., 1994.
750p.
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Página de Referência : http://www.geocities.com/cesol999/Crateus.htm
Autor: Carlos Eduardo Sobreira
Leite
Citação do autor em bibliografia : LEITE,
C.E.S.
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