Anais: Geotecnologias e mapeamento geomorfológico
Caracterização de subambientes costeiros com base na análise de superfície de tendência: exemplo do delta do rio Doce
AUTORES
Polizel, S.P. (INPE) ; Cremon, E.H. (INPE) ; Rossetti, D.F. (INPE)
RESUMO
Esse trabalho tem por objetivo a identificação e o realce de feições de relevo
existentes no delta do rio Doce, baseando-se em dados altimétricos SRTM com a
aplicação da análise de superfície de tendência. A superfície de tendência obtida
com polinômio de segundo grau é indicada para representar a topografia global do
delta. A subtração da tendência do MDE original revelou a micro-topografia, que
permitiu identificar feições e processos geomorfológicos que formaram o delta.
PALAVRAS CHAVES
Geomorfologia; Delta; MDE
ABSTRACT
This work aims to enhance the original SRTM-DEM with the trend surface technique
to identify landforms and processes in the delta do Rio Doce. Trend surface
obtained with second degree polynomial is shown to represent the overall
topography of the delta. The subtraction of the trend of the original DEM revealed
the micro-topography, which identified geomorphological features and processes
that formed the delta.
KEYWORDS
Geomorphology; Delta; DEM
INTRODUÇÃO
O mapeamento e análise de feições de relevo constituem em uma etapa fundamental
em estudos geomorfológicos visando a compreensão dos processos que o
constituíram. Processos relacionados com o desenvolvimento de sistemas
deposicionais quaternários produzem, em geral, feições geomorfológicas de pouca
expressão topográfica, dificultando sua detecção na paisagem. .
Tendências regionais do relevo podem mascarar elementos importantes de relevo,
como as caracterizadas por baixas amplitudes altimétricas. Alguns estudos vêm
aplicando técnicas de geoprocessamento que possibilitam o realce de variações
locais na topografia (HILLER; SMITH, 2008; GUMBRICHT et al., 2005; ZANI et al;
2009a; 2009b; 2012). Uma dessas técnicas é a análise de superfície de tendência,
empregada para remover a tendência regional do relevo, auxiliando na análise de
características locais (p.e. Zani et al., 2012).
A detecção de contrastes topográficos em ambientes costeiros é particularmente
sutil, portanto a análise de superfície de tendência sobre dados altimétricos
nesse tipo de ambiente pode contribuir no realce das formas de relevo. Uma
feição de destaque na costa sudeste do Brasil é o delta do rio Doce, no
município de Linhares no Estado do Espírito Santo. Esse trabalho tem por
objetivo a identificação e o realce de feições morfológicas desse delta,
baseando-se em dados altimétricos derivados de sensoriamento remoto. Para isso,
foi feito a análise de superfície de tendência, no intuito de disponibilizar
novas informações que contribuam em interpretações dos processos construtivos e
destrutivos relacionados a esse sistema costeiro.
MATERIAL E MÉTODOS
A análise de superfície de tendência é um método de interpolação baseado em
regressão polinomial Este método permite, a partir de dados georreferenciados, o
ajuste de uma superfície teórica contínua por meio de critérios de regressão por
mínimos quadrados, em relação aos valores da variável dependente Z, considerando
como variáveis independentes as coordenadas Norte-Sul (Y) e Leste-Oeste (X). Em
dados topográficos, a análise de superfície de tendência fornece um plano de
informação contendo o padrão regional topográfico (a tendência). Outro plano de
informação, obtido da subtração da tendência dos dados originais, representa a
micro-topografia (resíduos) (c.f. CREMON, 2012; ZANI et al., 2012). Para a
geração da superfície de tendência do delta do rio Doce foram utilizados dados
altimétricos da missão SRTM, pré-processados do projeto TOPODATA (VALERIANO;
ROSSETTI, 2012). A delimitação desse delta foi realizada por análise e
interpretação visual desses dados, combinadas com a análise de imagem óptica
TM/Landat-5.
A aplicação da análise de superfície de tendência no intuito de preservar a
independência espacial das amostras foi feita mediante a geração de pontos
aleatórios sobre os limites do delta. Este procedimento visou à aplicação de
regressões polinomiais espaciais, uma vez que o valor de Z é função da posição
(X, Y). Nesse trabalho, foram testadas funções do primeiro ao quarto grau
polinomial. Para a geração do mapa de micro-topografia (resíduos), foi realizada
a álgebra de mapas simples com a tendência computada sendo a subtraída do MDE-
SRTM (dado original). Isso foi feito para as quatro superfícies de tendência
obtidas, resultando em mapas de micro-topografia para o delta do rio Doce
contendo as alturas relativas à tendência. Com base no produto de micro-
topografia derivado da tendência de melhor significância, foi possível mapear e
interpretar as feições de relevo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Superfícies de tendência de graus 1 a 4 foram obtidas a partir da aplicação de
regressões polinomiais sobre dados SRTM. Pela análise destas, nota-se que o
delta tem um caráter de distribuição do continente para o mar. Foram gerados
quatro mapas de resíduos, resultantes da subtração das superfícies de tendência
dos quatro graus polinomiais do MDE-SRTM.
Com base na análise dos mapas de resíduos e na comparação das tendências geradas
constatou-se que a superfície de segunda ordem foi a mais coerente, evidenciando
que os resíduos realçaram as feições geomorfológicas (Figura 1).
O mapa de resíduos, em relação ao MDE sem processamento, realçou os sub-sistemas
deltaicos, contribuindo para a caracterização destes. As áreas com deposição
mais intensa, correspondente às áreas mais elevadas, foram destacadas. As áreas
com atuação de processos fluviais e marinhos puderam ser separadas com
facilidade, considerando a diferença de altimetria apresentadas no mapa de
resíduos.
A partir do mapa de resíduos resultante da superfície de tendência de segundo
grau polinomial, foram identificadas e extraídas as feições geomorfológicas
características da morfologia deltaica (Figura 2). Esse produto serviu para o
reconhecimento dos seguintes subambientes no delta do Rio Doce: barreiras
costeiras, planície deltaica inferior e planície deltaica superior, além de uma
série de paleocanais e canal principal atual.
A planície deltaica superior configura-se pelo domínio dos processos fluviais,
configurados por erosão e deposição proveniente da atividade dos rios. A
planície deltaica inferior é influenciada por processos marinhos, principalmente
por correntes de maré e ondas, as quais são responsáveis pela redistribuição dos
sedimentos trazidos pelos rios ao longo da costa. As barras costeiras
constituem-se nos os principais componente desse delta, pois representa a área
na qual ocorre rápida deposição de grande volume de sedimentos trazidos pelos
rios à medida que o fluxo perde energia ao adentrar na bacia marinha. O
mapeamento de paleocanais, extraídos do mapa de resíduos, permite revelar a
forte dinâmica de migração do rio Doce durante a evolução de seu delta. O
segmento distal desse rio, correspondente a um trecho de mais de 50 km, foi
deslocado em mais de 10 km para norte até ocupar sua posição atual. As causas
que levaram a essa dinâmica permanecem por ser investigadas.
Figura 1
MDE – SRTM com os contornos da tendência e mapa de
resíduos do delta do rio Doce.
Figura 2
Subambientes do sistema costeiro deltaico do rio
Doce, mapeado com base no resultado da superfície de
tendência topográfica.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A análise de superfícies de tendência é uma técnica útil e funcional para a
compreensão da micro-topografia baseada na avaliação do relevo regional. A
tendência topográfica global do delta do Rio Doce pode ser descrita de modo
satisfatório baseada em uma equação polinomial do 2° grau. A remoção do componente
global da altimetria do delta revelou formas locais que dificilmente seriam
observadas no MDE-SRTM, com base na análise do intervalo das amplitudes
altimétricas.
Os resultados alcançados permitiram verificar que flutuações locais do relevo
podem revelar áreas de sedimentação recente. A análise geomorfológica dos
subambientes desse delta obtida com a aplicação dessa técnica pode auxiliar em
estudos morfoestruturais e de evolução do relevo.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Hiran Zani pelas sugestões e críticas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
HILLER, J. K.; SMITH, M. Residual relief separation: digital elevation model enhancement for geomorphological mapping. Earth Surface Processes and Landforms, v.33, p. 2266–2276, 2008.
CREMON, É. H. Caracterização morfológica do sistema fluvial do Rio Demini (Amazônia Setentrional) com base em sensoriamento remoto. 2012. 165 p. (sid.inpe.br/mtc-m19/2012/03.05.13.53-TDI). Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2012.
GUMBRICHT, T.; McCARTHY, T. S.; BAUER, P. The micro-topography of the
wetlands of the Okavango Delta, Botswana. Earth Surface Processes and
Landforms, v. 39, p. 27-39, 2005.
ROSSETTI, D. F. Ambientes Costeiros. In: Geomorfologia: conceitos e tecnologias atuais, FLORENZANO, T. G (Org). São Paulo, Oficina de Textos, 2008, p. 247 – 283.
VALERIANO, M. M.; ROSSETTI, D. F. Topodata: Brazilian full coverage
refinement of SRTM data. Applied Geography, v. 32, n. 2, p. 300-309, 2012.
ZANI, H.; ASSINE, M. L.; McGLUE, M. M. Remote sensing analysis of depositional geoforms in alluvial settings: method development and application to the Taquari megafan , Pantanal (Brazil). Geomorphology, v. 161–162, p. 82–92, 2012.
ZANI, H.; ASSINE, M. L.; SILVA, A.; CORRADINI, F. A. Redes de drenagem distributária e formas deposicionais no Megaleque do Taquari, Pantanal: uma análise baseada no MDE-SRTM. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 2, p. 21-28, 2009a.
ZANI, H.; ASSINE, M. L.; SILVA, A.; CORRADINI, F. A.; KUERTEN; S.; GRADELLA, F. S. Geoformas deposicionais e feições erosivas no Pantanal Mato-Grossense identificadas por Sensoriamento Remoto. Geografia, v. 34, n. Especial, p. 643-654, 2009b.