ESTUDO DO RELEVO DO MUNICÍPIO DE UNISTALDA - RS ATRAVÉS DA INTEGRAÇÃO DE PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS

Autores

da Silva Knierin, I. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Trentin, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; de Souza Robaina, L.E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Flores Dias, D. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA)

Resumo

Com a disponibilidade de bases topográficas em formato digital associadas ao SIG é possível o estudo do relevo através de métodos automatizados com a integração de diferentes variáveis morfométricas. O objetivo deste trabalho é o estudo do relevo para o município de Unistalda - RS com base em diferentes atributos morfométricos. Foi realizado o levantamento bibliográfico seguido da compilação de modelos de altitude, declividade, perfil de curvatura e plano de curvatura das vertentes, elaborados no ArcGIS® 10.1, com base de dados oriundos a imagens de RADAR SRTM. Dessa forma, foi possível compartimentar e analisar a área de estudo, definindo doze classes de relevo, as quais conjugam valores morfométricos de altitude, declividade, perfil e plano de curvatura de vertentes. A classificação subsidiada através da utilização do SIG com dados altimétricos SRTM demonstrou-se eficaz, com resultados obtidos de maneira rápida e que correspondem ao que foi observado nos trabalhos de campo.

Palavras chaves

Relevo; Morfometria; SRTM

Introdução

O relevo é o resultado da atuação dinâmica e conjunta dos agentes endógenos e exógenos sobre a superfície da crosta terrestre, assumindo para Casseti (1994), importante papel no processo de ocupação do espaço, fator que inclui as propriedades de suporte ou recurso, em que as modalidades de apropriação respondem pelo comportamento da paisagem e suas consequências. A sistematização cartográfica do relevo representa um importante instrumento na espacialização dos condicionantes estruturais, como também, aos demais segmentos da paisagem (solos, vegetação, hidrologia). Dessa forma, através do uso de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), em razão do seu ferramental, é possível a integração e análise de dados georreferenciados, com resultados consistentes (OLIVEIRA & MARQUES NETO, 2014). De acordo com Muñoz (2009), é possível descrever de forma quantitativa as formas da superfície da Terra através de equações aplicadas a modelos numéricos de representações altimétricas. Nesse sentido, Valeriano (2003; 2008) menciona as operações com Modelos Digitais do Terreno (MDT) em que os Modelos Digitais de Elevação (MDEs) conferem um exemplo de evidente utilização. Informações dessa natureza possibilitam o estudo do relevo a partir da extração automática de diferentes parâmetros morfométricos derivados da topografia, com a parametrização do relevo baseada em diferentes variáveis como, por exemplo, hipsometria, declividades, curvaturas, amplitudes, comprimentos, entre outros. Trabalhos com essa temática são apresentados por Guasselli (2012), Vasconcelos et al. (2012), Silveira & Silveira (2013), Guadagnin & Trentin (2014), Silveira et al. (2014), Lange Filho & Silveira (2015) e Trentin et al. (2015), em que os autores aplicam classificações do relevo e relacionam a diferentes temas como, por exemplo, arenização dos solos, estudos fitogeográficos, análise geomorfológica, geometria de vertentes, como também para interpretação da dinâmica de processos superficiais. Atribuído a isso, esse trabalho apresenta como objetivo uma proposta de compartimentação automatizada do relevo com base em atributos morfométricos derivados da topografia para o município de Unistalda - RS. A área de estudo localiza-se no Brasil Meridional, na porção Centro Ocidental do Rio Grande do Sul, entre as coordenadas geográficas 54°59'18.05" a 55°19'17.18" de Longitude Oeste e 28°56'6.99" a 29°12'51.77" de Latitude Sul (Figura 1).

Material e métodos

Para a elaboração do trabalho foi realizado a revisão da literatura, a respeito da temática proposta, seguido do levantamento de dados primários e sequencialmente com a classificação e análise do relevo da área de estudo. Dessa forma, foram elaborados modelos para o relevo com valores pré-estabelecidos integrados através do ferramental de SIG orientados por uma árvore de decisão, conforme apresenta Guadagnin & Trentin (2014). Para isso foi utilizado o ArcGIS® 10.1, desenvolvido pela ESRI, e como dados primários imagens de RADAR, oriundas da missão Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com resolução espacial 3 arcsec (90 m), obtida junto ao USGS (United States Geological Survey). Na árvore de decisão foram adotados quatro parâmetros morfométricos do relevo: altitude (menor que 250 m e maior que 250 m), declividade (menor que 5% e maior que 5%), perfil de curvatura (convexo e côncavo) e plano de curvatura (convergente e divergente). Para a altitude, foi utilizado como MDE a imagem de RADAR SRTM, com resolução espacial de 90 m, a qual passou pelo processo de retificação através da ferramenta Fill disponível no módulo Spatial Analyst do ArcGIS® 10.1. O valor definindo como limite hipsométrico foi de 250 m, que marca a faixa de transição entre os compartimentos do Planalto das Missões e da Depressão do Ibicuí na área de estudo conforme Robaina et al. (2010). As declividades foram obtidas a partir da ferramenta Slope, do módulo Spatial Analyst do ArcGIS® 10.1, possuindo como base altimétrica a imagem de RADAR SRTM com resolução espacial de 90 m retificada. Após isso, foi reclassificado o modelo utilizado o limite de 5% de declividade, em razão do mesmo associar-se a discriminação de áreas com recorrência de processos erosivos lineares na área de estudo. As curvaturas das vertentes, com o perfil e plano de curvatura foram obtidas a partir da ferramenta Curvature, do módulo Spatial Analyst disponível no ArcGIS® 10.1 e tiveram como dado primário o MDE oriundo a imagem de RADAR SRTM, com resolução espacial de 90 m retificada. O perfil de curvatura foi analisado através do histograma de frequência onde os valores negativos (< 0,00) representam as vertentes convexas e valores positivos (> 0,00) vertentes côncavas. O plano de curvatura, por sua vez, foi classificado com base na análise do histograma de frequência em vertentes convergentes com valores negativos (< 0,00) e vertentes divergentes com valores positivos (> 0,00). Para integração dos atributos do relevo foi utilizado a ferramenta Combine do módulo Spatial Analyst, disponível no ArcGIS® 10.1. Dessa forma, foram identificadas ao final do processo um total de doze (12) classes de relevo que representam a distribuição espacial das características morfométricas pré-estabelecidas para a área de estudo. Por fim, os arquivos foram convertidos para o modelo vetorial, através da ferramenta Raster to polygon do ArcGIS® 10.1, possibilitando assim a quantificação das classes em quilômetros quadrados (km²) e em valores percentuais (%).

Resultado e discussão

Para o estudo do relevo do município de Unistalda - RS foram combinados parâmetros morfométricos de altitude, declividade, plano de curvatura e perfil de curvatura das vertentes. A partir disso, foi possível identificar doze diferentes unidades na área de estudo, conforme podem ser analisadas através Tabela 1 e nas Figuras 2 e 3, respectivamente com a quantificação e a distribuição espacial das unidades para área de estudo. A unidade I distribui-se em 11,97% da área total do município de Unistalda - RS, no sentido de Oeste a Leste, integrando os sistemas de drenagem, nas suas porções mais elevadas, de alto e médio curso, e com menores áreas no baixo curso. Essa unidade possui altitudes superiores à média de 250 m, declividades superiores aos 5% e plano de curvatura convergentes associado a concentração dos fluxos, estando relacionadas, predominantemente, a formação dos canais de drenagem. A unidade II cobre área de 4,42% de Unistalda - RS, distribui-se em porções abrangentes de Oeste a Leste do município, nos mesmos sistemas de drenagem da unidade I. Suas altitudes são superiores à média de 250 m, com declividades acima de 5%. Em função dos planos de curvatura divergentes, ocorre dissipação dos fluxos e em direção a base das encostas devido ao perfil de curvatura côncavo. A unidade III distribui-se em 9,78% da área de estudo, localizada principalmente na porção Central do município e com densidades que se expandem a Noroeste, Leste e Sudeste. Ocupa principalmente os altos e médios cursos. As altitudes superiores à média de 250 m, com declividades superiores aos 5%, o seu plano de curvatura divergente e perfil convexo associam-se a dissipação máxima dos fluxos e de menor infiltração. Está relacionada, principalmente, com formas de relevo fortemente ondulados, com morros e morrotes, na área de estudo. A unidade IV cobre 11,70% da área do município, as quais localizam-se na faixa Centro em direção ao Norte, como também Leste e Nordeste do mesmo. Essa unidade compreende as áreas de médio e principalmente alto curso dos sistemas de drenagem, com altitudes superiores à média de 250 m, representando as áreas de topo ou de base das vertentes. Em função de caracterizar-se pelas declividades inferiores aos 5%, onde as atividades morfogênicas são atenuadas. Nestes locais condicionam-se pontos de concentração dos fluxos nas vertentes, os quais dão origem as cabeceiras de drenagem. A unidade V distribui-se em 2,67% da área do município, com maior concentração na faixa Centro-Norte, como também a Leste e Nordeste da área de estudo. Nas bacias hidrográficas compreende as áreas de médio e principalmente alto curso. Essa unidade possui altitudes superiores à média de 250 m, ocupam as porções do terço superior ao terço inferior das vertentes, com baixas declividades, inferiores a 5% que conduzem a processos morfogenéticos reduzidos, condicionados também, ao plano de curvatura com fluxos divergentes e perfil côncavo com escoamentos em direção a base das vertentes. A unidade VI cobre 7,60% da área de estudo, distribuindo-se com sentido Norte, Centro e em toda a faixa Leste do município. Apresenta-se associada ao alto e médio curso das bacias hidrográficas, ocorrendo em todos os sistemas. Suas altitudes superiores à média de 250 m, perfis de curvatura convexos e com fluxos divergentes condicionados ao plano de curvatura. Em função de caracterizarem-se pelas declividades inferiores a 5%, os processos morfogenéticos acabam sendo atenuados pelas baixas declividades. A unidade VII cobre 11,11% da área do município de Unistalda - RS, distribuindo-se em porções nas faixas Centro-Sul, Sul, Sudoeste e Oeste da área de estudo e com menor representatividade a Nordeste, Norte e Noroeste da mesma. Constitui áreas com altitudes inferiores à média de 250 m, ocorrendo nas vertentes no terço médio superior até a base das mesmas, caracterizando-se pelas declividades superiores a 5% e planos de curvatura convergentes, os quais conferem maiores velocidades e concentração aos fluxos. Em função dessas características, essa unidade compreende nas áreas em que as atividades morfogenéticas respondem com processos erosivos significativos, com a formação de sulcos, ravinas e voçorocas. A unidade VIII cobre 6,10% da área do município, localizando-se com menores áreas em setores Nordeste, Norte e Noroeste do município e com maior abrangência em suas porções Centro, Sudeste, Sul, Sudoeste e Oeste. As altitudes são inferiores à média de 250 m, ocorrendo predominantemente do segmento médio a base das vertentes. Suas declividades superiores aos 5% e perfis de curvatura côncavos, podem relacionar-se a ocorrência de processos erosivos, porém, em função, de apresentar planos de curvatura divergentes os processos são atenuados. A unidade IX cobre 7,39% da área do município de Unistalda - RS, distribuindo-se com maiores áreas em suas porções Centro-Sul, Sul, Sudoeste e Oeste e em menores áreas a Nordeste, Norte e Noroeste do município. Essa unidade apresenta as altitudes inferiores à média de 250 m, compreendendo setores do topo até médias vertentes, com declividades superiores a 5%, perfis de curvatura convexos e planos de curvatura divergentes. Essas características indicam maior infiltração no topo das encostas e maior velocidade de fluxo junto meia-encosta e base, podendo gerar surgências. A unidade X cobre 16,73% da área de estudo, distribuída em suas porções Norte, Noroeste, Oeste, Sudoeste, Centro-Sul e Sul do município de Unistalda - RS. As altitudes dessa unidade são inferiores à média de 250 m, na qual compõe o terço inferior até a base das vertentes com declividades inferiores a 5% e planos de curvatura convergentes, constituindo relevo em áreas de planície e/ou de colinas levemente onduladas na qual os fluxos convergem para a base das mesmas formando a partir disso os cursos fluviais da rede de drenagem ou mesmo a continuidade dos processos erosivos nas encostas com voçorocas. A unidade XI compreende 3,71% da área de estudo, localiza-se em áreas a Nordeste, Norte e Noroeste, mas principalmente a Oeste, Sudoeste, Centro-Sul e Sul do município de Unistalda - RS. Integra todos os sistemas de drenagem, com maior expressão no baixo e médio curso e, por conseguinte, de forma menos significativa no alto curso. As altitudes são menores que a média de 250 m, distribuídas nas vertentes de forma dispersa, ocupando as porções do terço superior ao terço inferior das mesmas, na qual possuem declividades inferiores a 5%, planos de curvatura divergentes e perfis côncavos. Por fim, a unidade XII cobre 6,82% da área do município de Unistalda - RS, localizando-se em porções Oeste, Sudoeste, Centro-Sul e Sul da área de estudo, como também a Nordeste, Norte e Noroeste em menores áreas, abrangendo, principalmente, o baixo e médio curso dos sistemas fluviais do município. As altitudes são inferiores à média de 250 m na qual compreendem o topo ao segmento médio das vertentes com declividades inferiores a 5%, e são caracterizadas pela dispersão dos fluxos em decorrência ao plano de curvatura divergente.

Mapa de localização com a rede de drenagem e principais vias de acesso ao município de Unistalda - RS. Fonte: Arquivo pessoal (2015).


Quantificação das unidades morfométricas do relevo para o município de Unistalda - RS. Fonte: Arquivo pessoal (2015).


Mapa das unidades morfométricas do relevo do município de Unistalda - RS, com recorte para as unidades de I até VI. Fonte: Arquivo pessoal (2015).


Mapa das unidades morfométricas do relevo do município de Unistalda - RS, com recorte para as unidades de VII a XII. Fonte: Arquivo pessoal (2015).

Considerações Finais

Neste este trabalho, determinaram-se as características do relevo para o município de Unistalda - RS através da integração e análise de atributos morfométricos como: hipsometria, declividades, perfil de curvatura e plano de curvatura de vertentes. A utilização de técnicas de Geoprocessamento, integradas ao SIG e com MDE oriundo a imagens de RADAR SRTM para classificar o relevo mostraram-se satisfatórios quando analisados nos trabalhos de campo. Dessa forma, observou-se resultados padronizados para o estudo do relevo e que proporcionam a menor subjetividade nas análises, como também, o desenvolvimento do mesmo, com uma demanda de tempo menor se comparado a métodos de análise analógicos. Por fim, em síntese ao trabalho desenvolvido, pode-se abordar o produto final do mesmo como uma ferramenta, seja na indicação de áreas mais adequadas aos processos de uso e ocupação da terra, ou das áreas mais suscetíveis a processos de erosão, com base nas características do relevo, como também servindo de dado primário para estudos mais avançados na área de estudo como, por exemplo, na realização de mapeamentos geomorfológicos e/ou para zoneamentos geoambientais.

Agradecimentos

Agradecimento a Capes pela concessão das bolsas de estudo do primeiro e do último autor.

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