Anais: Geomorfologia de encostas
Extração de cicatrizes de movimentos de massa na região de Cubatão – SP por meio de técnicas de Interpretação de Imagens
AUTORES
Souza Anjos, D. (INPE) ; Sena, I. (INPE)
RESUMO
Movimentos de massa são caracterizados pelo desprendimento e transporte de solo
e/ou material rochoso em uma vertente e ocorrem em diferentes escalas e
velocidades, sendo condicionados por complexas relações entre diversos fatores.
Esses movimentos geram cicatrizes nas regiões em que ocorrem e sua identificação
pode ser obtida através de técnicas de interpretação de imagens de satélites,
tornando possível analisar seu comportamento e fornecer informações para prevenção
de novas ocorrências.
PALAVRAS CHAVES
Movimentos de massa; Cicatrizes; Interpretação de imagens
ABSTRACT
Mass movements are characterized by detachment and transport of soil and / or rock
material in a shed and occur at different scales and speeds, being conditioned by
complex relationships between various factors. These movements generate scars and
their identification can be obtained by satellite image interpretation techniques,
making it possible to analyze their behavior and provide information for its
prevention and avoid its recurrence.
KEYWORDS
Mass movement; scars; image interpretation
INTRODUÇÃO
Diferentes tipos de objetos podem ser observados em uma imagem obtida por um
sensor remoto, porém apenas parte destes pode ser prontamente identificada. A
transformação de toda a informação contida na imagem em informação útil é feita
através da completa identificação do que se observa. Esse processo é chamado de
Interpretação de Imagens (MOTA,2004).
Os resultados obtidos através da interpretação de uma imagem são de
extrema importância nas mais diversas áreas do conhecimento, pois geram
informação à priori sobre a região na qual se pretende trabalhar, além de
otimizar possíveis visitas a área de estudo e reduzir custos operacionais.
Dentre as diversas aplicações dessa técnica podemos citar a extração de
cicatrizes de movimentos de massa.
Movimentos de massa são caracterizados por envolverem o desprendimento e
transporte de solo e/ou material rochoso vertente abaixo (SESTINI,1999), podendo
ocorrer em diferentes escalas e velocidades, sendo condicionados por complexas
relações entre fatores geológicos, geomorfológicos, climáticos, antrópicos,
entre outros (FERNANDES et al, 2001).
Esses movimentos geram cicatrizes nas regiões em que ocorrem e sua
identificação pode ser obtida através de interpretação de imagens de satélites,
tornando possível analisar seu comportamento e fornecer informações para
prevenção de novas ocorrências, buscando assim minimizar perdas materiais e
perdas humanas.
A Interpretação de Imagens se mostra como um processamento eficaz para
extração dessas cicatrizes em imagens de alta resolução espacial, porém, devido
à indisponibilidade ou ao seu alto custo nem sempre esse tipo de dado pode ser
utilizados.
Assim, o objetivo deste trabalho é empregar as técnicas de interpretação
de imagens para a extração de cicatrizes de movimentos de massa na região de
Cubatão – SP, por meio de imagens de média resolução espacial, TM/Landsat-5,
para os de 1985 e 1994 nos quais se verificou a ocorrência de movimentos de
massa.
MATERIAL E MÉTODOS
Devido a possibilidade de identificação de solo exposto a partir dos dados
contidos em imagens TM/Landsat-5, de sua ampla faixa de imageamento e de seu
amplo acervo, este produto foi escolhido para a realização deste trabalho.
Buscando extrair feições referentes as cicatrizes deixadas pelos eventos
ocorridos na região nos anos de 1985 e 1994 foram selecionadas imagens
TM/Landsat 5 da Orbita/Ponto 219/76 de 19/06/1986 e 09/04/1995, posteriormente
registradas a partir de uma imagem Geocover.
A metodologia descrita por Sestini e Florenzano (2004) foi adotada na
busca de obter as feições de interesse.
Dada a pequena sensibilidade do olho humano na distinção de tons de
cinza, o primeiro passo foi gerar uma composição colorida 4(R) 7(G) 3(B)
buscando realçar solo exposto, vegetação e outros alvos contidos na área de
estudo, tornando possível uma melhor separação dos mesmos. Ainda com esse
intuito, um realce de contraste foi realizado, fazendo com que para que os 256
níveis de cinza fossem melhor aproveitados na imagem.
Após essas etapas, foram adotados os procedimentos de razão entre bandas
e análise por componentes principais.
De acordo com Sestini e Florenzano (2004) as razões entre bandas
adotadas foram 5/7, 4/3, 4/1, gerando a composição colorida 5/7 (R) 4/3(G)
4/1(B). Já na Análise de componentes principais foram adotadas para a composição
colorida as três primeiras componentes, que apresentam maiores detalhes da
informação, assim a composição PC1(R) PC2(G) PC3(B) foi gerada.
O último procedimento adotado na busca de melhores resultados foi a
geração de uma imagem NDVI que juntamente com as outras composições foram
exportadas do software ENVI 4.7 e importadas para o software SPRING 5.1.7, onde
essas imagens foram segmentadas através da abordagem de crescimento por região,
com similaridade 100 e área mínima por região de 20 pixels. Posteriormente foram
geradas classificações com os métodos Isoseg (não supervisionada) e Bhattacharya
(supervisionada).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir dos procedimentos listados acima, esperava-se identificar e
individualizar as cicatrizes dos escorregamentos de massa dos anos de 1984 e
1995, porém as etapas realizadas mostram melhorias na interpretação das imagens,
mas não o suficiente para alcançarmos o objetivo inicial.
Os resultados obtidos com os procedimentos de realce de contraste e a
composição colorida 4(R) 7(G) 3(B) buscando realçar solo exposto e vegetação,
apresentaram melhor interpretabilidade quando comparados com a imagem
monocromática de uma única banda, porém não se mostraram suficientes para
extrair as feições de interesse.
Dessa forma foram realizados os procedimentos de razão entre bandas com
composição 5/7 (R) 4/3(G) 4/1(B), a imagem NDVI e as imagens oriundas da análise
por componentes principais com composição PC1(R) PC2(G) PC3(B).
Os resultados contidos na Figura 1 foram obtidos pelas classificações
não-supervisionada (ISOSEG) e supervisionada (Bhattacharya).
As classificações foram avaliadas através da relação com as respectivas
classificações manuais das imagens segmentadas gerando dois índices kappa para
cada ano, sendo um para a classificação Bhattacharya e outro para a
classificação Isoseg. A matriz de confusão, bem como os índices kappa podem ser
observados na Tabela 1.
Figura 1
Classificações não-supervisionadas utilizando o
classificador Isoseg e supervisionadas utilizando o
classificador Bhattacharya
Tabela 1
Matrizes de confusão e índices kappa para os
resultados das classificações dos anos de 1986 e
1995.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Corroborando trabalhos de outros autores, o uso isolado de imagens TM se mostrou
ineficaz na detecção das cicatrizes desses deslizamentos, para os quais seria
necessária a utilização de imagens de mais alta resolução espacial. Porém este
produto possui resultados eficientes em feições muito expressivas, o que não
aparenta ser o caso, devido a rápida regeneração da vegetação e a grande presença
de sombras na imagem que mascaram as vertentes, locais onde se encontram as
cicatrize. No entanto, o uso de imagens Landsat pode servir de mapeamento prévio
de feições de solo exposto reduzindo a área de busca quando houver disponibilidade
destas imagens, diminuindo custos e tempo despendido com trabalhos de campo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
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MOTA, G.L.A. Interpretação baseada em conhecimento aplicada a imagens multitemporais de satélite de baixa resolução. 2004. 210f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.
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