ARTIGO_DelimitacaoCaracterizacaoUnidades

Espao & Geografia, Vol.12, No 1 (2007), 125:149ISSN: 1516-9375

DELIMITAO E CARACTERIZAO DAS UNIDADESGEOMORFOLGICAS NA REA DE PROTEO AMBIENTAL

(APA) DO DELTA DO PARNABA UTILIZANDO DADOSMORFOMTRICOS E IMAGENS DO SENSOR ASTER

Thiago Avelar Chaves1, Vernica Moreira Ramos1, Osmar Ablio deCarvalho Jnior1, der de Souza Martins2, Roberto Arnaldo

Trancoso Gomes1, Renato Fontes Guimares11Universidade de Braslia - UnB/GEA/LSIE Campus Universitrio Darcy Ribeiro, Asa

Norte - 70910-900, Braslia, DF, Brasil.{[email protected]; vmramos, robertogomes, osmarjr, [email protected]}

2 EMBRAPA Cerrados, BR-020, km 18, Planaltina, DF. CEP: 73310-970.Caixa postal: 08223.

{[email protected]}

Resumo - O presente trabalho tem como objetivo mapear as unidadesgeomorfolgicas da rea de Proteo Ambiental do Delta do Parnaba a partirde anlise morfomtrica e informaes adquiridas por meio do processamento

digital de imagens de sensoriamento remoto. A metodologia adotada no trabalho

foi dividida em quatro etapas: a) tratamento dos dados morfomtricos; b)integrao dos dados por meio de Composio Colorida; c) classificaoespectral das dunas mveis e dunas fixas a partir de imagens ASTER; e d)delimitao das faixas de praia. A partir desse processamento foi possvel realizar

o mapeamento das unidades geomorfolgicas da rea de estudo.

Palavras-Chave: Relevo; Modelo Digital de Elevao; Classificao Espectral;

ASTER

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Abstract - This paper aims to map geomorphological units of the Environmental

Protection Area of Delta from morphometric analysis and information acquired

by digital processing of remote sensing images. The methodology used in the

work was divided into five steps: a) treatment of morphometric data, b) dataintegration from Color Composite; c) spectral classification of the dunes andmobile dunes from ASTER images, e d) delineation of stripe beach. As a resultit was generated a geomorphological units map of the study area.

Key-words: Landform; Digital Elevation Model; Spectral Classification;

ASTER.

INTRODUO

O zoneamento ambiental um mecanismo de planejamento usado para orientare avaliar o uso da Terra considerando as estratgias concebidas dentro da

dinmica de ocupao. De forma geral, o zoneamento tem como propsito a

delimitao de zonas com caractersticas semelhantes, ou seja, que compemum mesmo sistema produtivo ou ambiental. Alm disso, objetiva adequar o usoda terra de modo a produzir o menor impacto possvel considerando as

caractersticas e aptides de cada zona. Assim, o zoneamento ambiental torna-

se um instrumento indispensvel para conciliar os imperativos do

desenvolvimento econmico com a necessidade de se proteger e melhorar a

qualidade do ambiente. Porm, como destacado por AbSaber (1989) arealizao de um zoneamento exige mtodos, reflexo e estratgias prprias.

Estabelecer as bases de um zoneamento em um determinado espao geogrfico

corresponde a realizar estudos para identificar a vocao de todos os subespaos

Delimitao e Caracterizao das Unidades Geomorfolgicas na APA 127

e efetuar o levantamento de suas potencialidades considerando um critrio

ecodesenvolvimentista, ou seja, demanda uma reflexo orientada para umaabordagem integrada do ambiente.

As metodologias para a definio de ambientes ou zonas homlogas utilizam

uma abordagem integrada dos fatores geo-ambientais. O arcabouo fsico

ambiental, considerando a sua dinmica e evoluo, permite estabelecer critrios

para definir as atividades de uso, manejo e gesto. Assim, a geomorfologiaapresenta um carter fundamental e integrador dos atributos ambientais em

diversos modelos. Bertrand (1968) props uma taxonomia das paisagensconsiderando uma dominncia dos fatores fsicos e Tricart (1977) estabelecesistemas ambientais a partir do princpio da ecodinmica.

Com o advento de mtodos computacionais houve um aprimoramento dos

procedimentos que descrevem os fenmenos ocorrentes na superfcie terrestre,

aumentando o seu emprego nas diversas reas do conhecimento ambiental

(Moore et al., 1991). Na delimitao e descrio das unidades de paisagemnormalmente so utilizados procedimentos e tcnicas de sensoriamento remoto

e sistema de informaes geogrficas (SIG) (Crepani et al, 2001; Panquestoret al, 2002; Hermuche et al, 2003; Oliveira et al. 2008). Normalmente, osprocedimentos adotados consistem de levantamento de dados, organizao de

bases cartogrficas, elaborao de anlises temticas e integrao destas

informaes. Neste propsito novas tcnicas e procedimentos so propostos

para providenciar alternativas para o mapeamento geomorfolgico, alm da

forma tradicional proveniente do trabalho de campo e fotointerpretao.

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O presente trabalho visa realizar o mapeamento das unidades geomorfolgicas

da rea de Proteo Ambiental (APA) do Delta do Parnaba a partir deparmetros morfomtricos e informaes provenientes da interpretao de

imagens de satlite. As classes identificadas so balizadas por trabalho de campo

e as informaes descritas pelos trabalhos desenvolvidos por Calvacanti (1996;2002; 2004).

REA DE ESTUDO

A rea de Proteo Ambiental (APA) do Delta do Parnaba uma unidade deconservao costeira federal, que possui uma poro martima e outra continental

e corresponde a aproximadamente 3.031 Km2, englobando reas dos estados

do Cear, Piau e Maranho (Figura 1).

O clima da rea caracterizado por apresentar uma pluviometria definida

no Regime Equatorial Martmo (Aguiar, 2004), com duas estaes bemdiferenciadas, sendo que a intensificao das chuvas ocorre de fevereiro a

maio. O total mdio das precipitaes anuais situa-se em torno de 1.150 mm e

apresenta grande variabilidade interanual. A temperatura mdia anual fica em

torno de 29 C e amenizada pela ao constante dos ventos de NE, que

intensa ao longo de todo o ano (Cavalcanti, 1996).

A APA est no contexto geolgico da Provncia Borborema (Brito Neves etal., 2000), dividido nos seguintes conjuntos litoestratigrficos: (a) embasamentocristalino Pr-Cambriano; (b) sedimentos Tercirios da Formao Barreiras; e(c) sedimentos Quaternrios (Figura 2). O embasamento composto porgnaisses e migmatitos do Complexo Granja, formados durante o


Paleoproterozico, sobrepostos por intruses da sute magmtica Chaval e por

supracrustais vulcano-sedimentares do Grupo Martinpole do Neoproterozico.

As rochas do Complexo Granja so tanto orto como paraderivadas e ocorremem pequenos resduos em contato tectnico ou intrusivo com as rochas mais

jovens (Santos, 1999; Santos et al., 2008). Nas faixas de ocorrncia doembasamento so mais abundantes granodioritos e quartzo-sienitos tardi-

orognicos da sute magmtica Chaval (Correia Filho, 2006; Jardim de S, 1994).O Grupo Martinpole ocorre na APA no estado do CE, sendo composta por

quartzito e metacalcrio, intercalados com rochas metavulcnicas (Formao

Figura 1 Localizao da rea de Estudo.

T.A. Chaves130

So Joaquim), seguidos por uma seqncia metapelitocarbontica (formaesCovo e Santa Terezinha) (Baptista e Cunha, 1983; Oliveira, 1992; Parente etal., 2004). Os depsitos de leques aluviais da Formao Barreiras, formadospor arenitos e conglomerados com intercalaes de siltitos e argilitos, ocupam

uma faixa paralela costa e esto associados a relevos tabulares, designados

regionalmente de tabuleiros (Cavalcante et al., 1983; CEPRO, 1996; CorreiaFilho, 2006). Os sedimentos Quaternrios esto representados por depsitoselicos na forma de paleodunas e dunas constitudas de areias quartzosas e

quartzo feldspticas homogneas, cobrindo ou no os tabuleiros, e por depsitos

em leques aluviais e terraos marinhos (Correia Filho, 2006).

Considerando os tipos de solos da rea, observa-se a presena dos Neossolos,

que se originam de sedimentos fluviais e marinhos depositados na plancie litornea

e ocorrem principalmente nas praias e dunas. Os Gleissolos ocorrem associados

aos ambientes de mangues presentes nas reas de inundao prximas costa

na zona de influncia da mar. As associaes de Neossolos com Planossolo,

que resultam das deposies fluviais recentes, e ocorrem geralmente nas

baixadas fluviais ao longo dos cursos dgua. Por ltimo, observam-se as

associaes de Neossolos, Argissolos e Latossolos, que se desenvolvem a partir

de materiais de origem sedimentar e, de forma geral, so encontrados nas reas

de tabuleiros (Cavalcanti, 2002; 2004).

Os tipos de vegetao apresentam caractersticas prprias em decorrncia

das variaes da composio edfica e da profundidade do lenol fretico. Na

rea ocorrem as seguintes unidades fitogeogrficas: Vegetao pioneira de du-

nas, disposta de forma irregular e descontnua ao longo da linha de costa; Vege-


tao de Tabuleiros, que constituda por espcies de mata seca, caatinga,

cerrado e cerrado; Mangues, dispostos ao longo da APA prximo aos cursos

de gua; Restinga; Ambientes de Salgado ou Apicum; e Caatinga, que ocorre

principalmente na regio de Chaval - CE. O processo de ocupao humana

representado por culturas, pastagens e ncleos urbanos (Cavalcanti, 2004).

METODOLOGIA

Os ambientes costeiros, por se situarem na interface do oceano e continente,

recebem fluxos de matria e energia que vo influenciar, na origem, evoluo e

configurao do relevo (Fontes et al., 2007). Portanto, a definio de unidades

Figura 2 Mapa Geolgico da rea de Estudo (MMA, 2002).

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geomorfolgicas nos ambientes costeiros torna-se complexa, sobretudo nas

regies tropicais midas dominados por macromar (Boulhosa & Souza Filho,2005).

O presente trabalho utiliza uma metodologia que integra dados provenientes

de imagens do sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and ReflectionRadiometer (ASTER) e dos atributos de terreno oriundos do Modelo Digital deTerreno (MDT). A metodologia pode ser subdividida nas seguintes etapas: (a)elaborao e tratamento do MDT e dos atributos de terreno; (b) classificao einterpretao das reas de dunas e praias utilizando as imagens ASTER; (c)integrao e classificao das unidades geomorfgicas.

ELABORAO E TRATAMENTO DO MDT E DOS ATRIBUTOSDE TERRENO

Para a confeco do MDT da APA do Delta do Parnaba foram utilizadas

quatro cartas topogrficas cedidas pelo Ministrio do Meio Ambiente (MMA)na escala 1:100.000, contendo: curvas de nvel, pontos cotados, rede de drenagem

e lagos. As cartas foram editadas para corrigir erros como: curvas de nvel que

no tinham continuidade ou com valores errneos; pontos cotados com valor

no correspondente curva de nvel; rios com fluxos mal digitalizados ou no

encaixados montante; sobreposio de linhas sobre os polgonos que

representavam lagos.

Aps a correo das cartas, estas foram unidas e interpoladas. Na

interpolao foi utilizado o algoritmo TOPOGRID constante no programa

ArcMap (Hutchinson, 1989). O MDT foi gerado com resoluo espacial de 20


metros (Figura 3) e a partir dele foram gerados os atributos de terreno:declividade (Figura 4) e fluxo acumulado (Figura 5). Na elaborao destesatributos utilizou-se uma mscara sobre a regio ocenica para eliminar valores

errneos.

Na interpretao dos compartimentos do relevo foi utilizada a interpretao

visual sobre composies coloridas formadas pelos atributos de terreno (Lealet al, 2003; Hermuche et al, 2001; Mhlethaler et al, 2005).

IDENTIFICAO DAS REGIES DE DUNAS E PRAIA A PARTIRDA INTERPRETAO E CLASSIFICAO DAS IMAGENSASTER

Neste trabalho foram utilizadas imagens do sensor ASTER proveniente de umesforo cooperativo entre a NASA Earth Observing System (EOS), o JapansMinistry of Economy, Trade and Industry (METI) e o Earth Remote SensingData Analysis Center (ERSDAC). Esse sensor encontra-se a bordo satliteTERRA (ou EOS-AM) que opera numa rbita polar e sncrona com o Sol, cominclinao de aproximadamente 98,2 graus e altitude mdia de 705 km. A imagem

ASTER consiste de trs subsistemas: (a) visvel e infravermelho prximo (VNIR 0,5 m - 0,9m), constitudo por 3 bandas espectrais com resoluo de 15metros, (b) infravermelho ondas curtas (SWIR 1,6m - 2,5m), com 6 bandasespectrais de resoluo espacial de 30 metros, e (c) infravermelho termal (TIR),com 5 bandas espectrais de resoluo espacial de 90 metros (Abrams, 2000;Fujisada,1998; Yamaguchi et al, 1998).

As nove imagens utilizadas (VNIR e SWIR) foram adquiridas j corrigidasdo efeito atmosfrico, correspondendo aos produtos do sensor ASTER referente

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especificao AST07 (JPL, 2001; Thome et al., 1998). A correo atmosfricaremove os efeitos devido s mudanas de geometria satlite sol e das condies

atmosfricas.

Para abranger toda a rea de estudo, foi realizado um mosaico com trs

imagens sendo uma do ano de 2001 e duas do ano de 2000. As resolues

espaciais entre as bandas dos sensores VNIR e SWIR foram compatibilizadas

por meio da converso da SWIR de 30 metros para 15 metros. As imagens

foram recortadas conforme o limite da APA do Delta do Parnaba.

O emprego das imagens ASTER teve como propsito especfico

compartimentar as reas com cobertura de dunas e praias. Estas reas

Figura 3: Modelo Digital de Terreno da rea de estudo.


apresentam os seguintes comportamentos espectrais dominantes: (a) areia, quepor ser constituda predominantemente por gros de quartzo possui uma alta

reflectncia em todas as bandas do VNIR e SWIR, (b) vegetaofotossiteticamente ativa, como as dunas fixas que apresentam cobertura vegetal,

e (c) gua, devido presena de lagoas interdunas. As reas com comportamentoespectral de areia ocorrem apenas nas reas de dunas mveis e praia, estando

inseridas obrigatoriamente dentro da classe desejada. No entanto, as classescom vegetao e gua compem outros alvos que no so de interesse,

necessitando de uma interpretao visual para melhor definio.

Desta forma, no presente trabalho a delimitao das dunas e praias foram

realizadas a partir do classificador espectral Spectral Angle Mapper (SAM)

Figura 4: Mapa de declividade da rea de estudo.

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seguida por interpretao visual. O SAM consiste em um ndice de similaridade

entre os espectros da imagem de entrada com espectros de referncia sendo

expresso em radianos, onde quanto menor o ngulo , maior a similaridade

entre as curvas (Kruse et al., 1993). A partir das reas demarcadas pelo mtodoSAM foi realizado uma interpretao visual complementar, considerando a

composio colorida das trs imagens do VNIR. Esta interpretao visual obteve

um melhor ajuste das reas relativas s dunas fixas com cobertura vegetal e delagoas interdunas, considerando os elementos bsicos das imagens, como: forma,

tamanho, tonalidade/cor, padro, textura, localizao e relao de aspectos

(Veneziani & Anjos, 1982).

Figura 5: Mapa do fluxo acumulado da rea de estudo.


RESULTADOS E DISCUSSES

RESULTADO DA ANLISE DOS ATRIBUTOS DE TERRENO

A tcnica de composio colorida dos atributos de terreno possibilitou realar

os principais compartimentos geomorfolgicos da rea de estudo. Dentre as

composies coloridas realizadas a que obteve o melhor realce foi composta

por altimetria (canal vermelho); declividade (canal verde) e fluxo acumulado(canal azul) (Figura 6). Nesta composio colorida, as tonalidades vermelhasrepresentam os tabuleiros litorneos, que se caracterizam por terem as maiores

altitudes na rea de estudo. As reas com tonalidades verdes correspondem

aos ambientes de maior declividade, provenientes do trabalho erosivo das guas

fluviais ao longo dos canais de drenagem. As tonalidades azuis representam a

rea de acumulao flvio-marinha e o oceano.

Figura 6. Composio colorida composta pelos seguintes atributos de terreno:

altimetria (canal vermelho), declividade (canal verde) e fluxo acumulado (canalazul).

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RESULTADO DO PROCESSAMENTO DIGITAL DAS IMAGENS

ASTER

O tratamento das imagens ASTER permitiu identificar as regies de dunas e

praias da rea de estudo. O emprego do classificador SAM permitiu definir

com preciso as reas compostas por areia, referente s dunas mveis e de

praia. As dunas fixas que apresentam uma maior presena de mistura espectral

em decorrncia da presena de vegetao pioneira e lagos interdunas foram

demarcadas com o auxlio de interpretao visual em tela. A Figura 7 mostra a

imagem referente classe de dunas e praia.

INTEGRAO DOS DADOS

Os atributos de terreno e imagens ASTER classificadas foram integradas para

a compartimentao do relevo. A partir das imagens ASTER pode-se identificar

os limites das dunas e praias. Os tabuleiros costeiros presentes sobre a Formao

Figura 7. Imagem referente s regies de dunas e praias na APA do Delta do

Parnaba.


Barreiras caracterizam-se por ter valores de MDT superiores a 10 metros assim

como os Macios Residuais dos Granitos de Chaval que foram separados devido

ao comportamento espectral distinto. As declividades so mais elevadas nas

bordas dos tabuleiros costeiros e ao longo das incises fluviais. Nas reas de

baixa altitude ocorrem as plancies: fluvial e fluvio-marinha. A distino entre

estas facilmente detectada por interpretao visual da imagem ASTER. Desta

forma, foram definidas cinco unidades geomorfolgicas na rea de Proteo

Ambiental do Delta do Parnaba: (a) faixa de praia e dunas; (b) plancie flvio-marinha; (c) plancie fluvial; (d) tabuleiros costeiros; e (e) Macios Residuaisdos Granitos de Chaval (Figura 8).

Figura 8: Unidades Geomorfolgicas da APA do Delta do Parnaba

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Os sedimentos de acumulao marinha foram subdivididos nos modelados

de praia (faixa de praia continental e insular) e de dunas (dunas mveis e dunasfixas). A faixa de praia composta por sedimentos arenosos transportadospelas correntes costeiras locais (Cavalcanti, 2002) (Figura 9a). As dunas sofeies geomorfolgicas formadas a partir da deflao elica, que transportam

os sedimentos arenosos depositando-os ao longo das zonas costeiras.

Apresentam-se dispostas de forma irregular e descontnua ao longo da linha de

costa, conforme sua interao com os fatores fsicos e biolgicos, como a

presena de cursos dgua ou ausncia de cobertura vegetal (Cavalcanti, 1996).As dunas mveis caracterizam-se pela inexistncia de cobertura vegetal ou a

presena de espcies pioneiras de pequeno porte, o que facilita o transporte

elico (Figura 9b). O comportamento migratrio das dunas tem implicaescomo o assoreamento de corpos dgua e danos as construes civis (estradas,casa, entre outros) (Cavalcanti & Viadana, 2007). As dunas fixas (Figura 9c)so estabilizadas pela presena de vegetao que limitam a manifestao da

deflao elica e, conseqentemente, permite a fixao dos sedimentos.

A Plancie Flvio-Marinha consiste em uma rea de transio dos ambientes

marinho com o de gua doce, possui uma grande importncia ecolgica por

causa do seu poder de estabilizao e regulao dos ambientes costeiros

(Cavalcanti, 2004). As plancies de acumulao flvio-marinha caracterizam-se como relevo plano, recortado pela desembocadura de cursos dgua e com

depsitos recentes de natureza flvio-marinha e da deflao elica (Figura9d). O intenso processo de deposio de aluvies ao longo dos canais e osperodos de oscilao das mars formam um conjunto de fatores que provocam


alteraes no acmulo de sedimentos e no fluxo das guas que condiciona a

distribuio da vegetao (Cavalcanti, 2002).A plancie fluvial compreende aquelas superfcies adjacente aos rios,

predominantemente planas, resultantes da acumulao fluvial, contendo vrzeas

e terraos onde h acumulo de sedimentos (Cavalcanti, 2004) (Figura 9e).Esse compartimento situa-se entre a plancie de acumulao fluviomarinha e os

Tabuleiros Costeiros. Mostra-se, geralmente com fundos chatos, vertentes

cncavas e convexas de declividade fraca a mdia. So compostas por plancies

aluvionais e coluvionais e esto sujeitas a inundaes peridicas comtransbordamento do canal do rio. Nessa superfcie os vales esto associados a

processos erosivos das seqncias da Formao Barreiras.

Os tabuleiros costeiros so constitudos pelas coberturas cenozicas da

Formao Barreiras compostos por sedimentos arenosos grosseiros, argilas de

diferentes cores e arenitos grosseiros e conglomertico, com espessura variada

que recobrem principalmente sedimentos da bacia do Parnaba (Cavalcanti &Viadana, 2007). Esses topos tabulares apresentam interflvios planos, geralmenteentalhados por canais de margens com vertentes suaves.

Os Macios Residuais dos Granitos de Chaval representam afloramentos

do embasamento cristalino, provavelmente expostos em afloramento durante

reativaes cretceas de falhas pr-cambrianas e pelas eroses consecutivas

(Sales & Peulvast, 2007). Destacam na paisagem pela forte linha de ruptura,geralmente constitudas por rochas mais resistentes eroso (Figura 9f).

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Figura 9- (a) Faixa de praia em Ilha Grande PI; (b) Dunas mveis, Barra doFeijo Bravo (MA); (c) Dunas fixas, Pequenos Lenis (MA); (d) Plancie deacumulao fluviomarinha, Ilha Grande do Paulino (MA); (e) Plancie Fluvial Povoado dos Tatus (MA), Macios residuais dos granitos de Chaval (CE).

A B

C D

E F


CONCLUSES

Pode-se constatar que as metodologias que associam a anlise de dados

morfomtricos a interpretao de imagens de sensores orbitais a partir da

utilizao das ferramentas de SIG tornam-se fundamentais nos estudos de anlise

ambiental, sobretudo para delimitao e mapeamento de unidades

geomorfolgicas em diversos tipos de ambientes. As metodologias de anlise

ambiental, que utilizam tecnologias baseadas nos Sistemas de Informaes

Geogrficas facilitam a tarefa de integrao e espacializao das informaes

e permitem a reduo da subjetividade na anlise e nos resultados.

Desta forma, as informaes morfomtricas acopladas a imagens de

satlite possibilitaram identificar na APA do Delta do Parnaba, cinco unidades

geomorfolgicas: faixa de praia e dunas; plancie flvio-marinha; plancie fluvial;

tabuleiros costeiros; e Macios Residuais dos Granitos de Chaval. Essas unidades

foram delimitadas de forma precisa a partir de valores morfomtricos auxiliados

por imagens do sensor ASTER e visitas em campo. A metodologia aplicada

produziu um mapa de unidades geomorfolgicas que poder ser utilizado para o

planejamento do uso e ocupao.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa de produtividade dos autores Osmar

Ablio de Carvalho Jnior, Renato Fontes Guimares, Roberto Arnaldo Trancoso

Gomes e der de Souza Martins, ao Ministrio do Meio Ambiente (MMA) quefinanciou o trabalho de campo. Agradecem tambm aos membros do Laboratrio

de Sistemas de Informaes Espaciais (LSIE) da UnB pelas crticas e sugestesrealizadas durante a elaborao do artigo.

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