cig-014 luiz antonio de oliveira

8/6/2019 CIG-014 Luiz Antonio de Oliveira

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UTILIZAO DE GEOTECNOLOGIAS DE GEOPROCESSAMENTONO LEVANTAMENTO DE CLASSES DE SOLOS.

Luiz Antnio de OliveiraAndra dos Santos Vieira

Luiz Antnio de Oliveira. Professor adjunto. Laboratrio de Climatologia eRecursos Hdricos. Instituto de Geografia. Universidade Federal de [email protected]. Andra dos Santos Vieira. Aluna de Mestrado. Instituto de Geografia.Universidade Federal de [email protected]

RESUMO

A anlise da qualidade de obteno de mapa de classes de solos a partir do

cruzamento de mapas de geologia e declividade utilizando sistema deinformao geogrfica SIG o objetivo principal desse trabalho. No ambiente

do SIG foram elaborados os planos de informao ( layers) de hipsometria,

altimetria, declividade, geologia e solos. A partir da vetorizao das cur vas de

nvel constantes na carta topogrfica Ilha do Funil, delimitada pelas

coordenadas geogrficas 48 7 30/18 52 30 e 48 00 00/19 0000, Folha

SE. 22-Z-B-VI-4-SE MI-2451/4-SE com eqidistncia de 10 metros foi

elaborada camada altimetria. A camada de altimetria foi utilizada como base

para a modelagem dos layers de modelo numrico de terreno MNT,declividade e relevo, respectivamente. Os resultados permitiram a concluso

da inviabilidade da gerao de mapa de evoluo de solos considerand o-se

apenas a declividade, portanto, necessario que se considere alm da

declividade do terreno, as demais variveis do ambiente. Sendo neste caso, o

diversos tipo de rocha e os diferentes processos intempricos a que sua

mineralogia estar exposta, traduz em diferentes processos pedognicos.

Palavras-chave: geologia,GIS, solos.

INTRODUO

As diversas transformaes ambientais ocorridas propulsionam a

necessidade de repensar as interaes dinmicas de elementos fsicos,

biolgicos e antrpicos que formam as paisagens. Segundo Bertrand, a


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interao destes componentes uns sobre os outros tornam a paisagem um

conjunto indissocivel, num estado de constante evoluo; evidenciando que

no se trata somente de paisagens naturais, mas de uma paisagem total que

integra as implicaes da ao antrpica (BERTRAND, 2004).

Para tanto trazem tona a necessidade de utilizar tecnologias quefacilitem o processo de tomada de decises em relao s ocorrncias

ambientais. Segundo PEREIRA (1992), a integrao de dados espacialmente

referenciados foi sempre uma questo central nas geocincias. A anlise

espacial permite efetuar essa integrao de modo simples e eficaz,

combinando dados de diferente natureza num sistema nico e coerente, cujas

respostas constituem uma base indispensvel para apoiar os modernos

processos de deciso.

Os Sistemas de Informao Geogrfica SIG so sistemascomputacionais, que podem ser usados para o entendimento dos fatos e

fenmenos que ocorrem no espao geogrfico. A sua capacidade de reunir

uma grande quantidade de dados convencionais de expresso espacial,

estruturando-os e integrando-os adequadamente, torna-os ferramentas

essenciais para a manipulao de informaes geogrficas (PINA, 1994).

De acordo com MIRANDA (2005), um Sistema de Informao

Geogrfica tem a capacidade funcional para entrada de dados, manuseio,

transformao, visualizao, combinao, consultas, anlises, modelagem e

sada. Por meio destas ferramentas os SIG tornam-se imprescindveis na

construo de evidncias a serem utilizadas no processo de tomada de

deciso.

O geoprocessamento como um conjunto de ferramentas tem por funo

auxiliar o reconhecimento do espao geogrfico. Permitindo relacionar os

diversos aspectos naturais e as atividades antrpicas, possibilitando, entender

a complexidade da relao homem-natureza, ao fornecer conhecimento capaz

de evitar /e ou mitigar os aspectos ocasionados por essa relao. O

Geoprocessamento compreende o conjunto de tecnologias computacionais

utilizadas na manipulao, tratamento e anlise de informaes referenciadas

espacialmente (CMARA, 1999).

A possibilidade de sobrepor layers (camadas) na anlise de diferentes

elementos, oferecida pelos SIGs, viabiliza a representao de diversos planos


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de informaes para um mesmo territrio, facilitando a compreenso do

contexto territorial nos ambientes fsicos e antrpicos. A partir da compreenso

dos eventos ocorridos em determinado territrio as anlises podem indicar

alternativas para a tomada de deciso de forma mais precisa e eficiente. A

dinmica evoluo dos ambientes impulsiona a utilizao de tcnicas quepermitam a avaliao do estado atual do meio e simule possibilidades

diferenciadas.

A finalidade do trabalho avaliar a eficincia do mtodo que entrecruza

dados de altimetria e geologia no ambiente SIG, com a inteno de classificar

os solos da rea em questo. Para tanto a escolha da rea levou em

considerao uma variao significativa de tipos geolgicos (rochas de

diferentes composies mineralgicas) e altimtricos (relevo do plano ao

escapado). A rea de estudo corresponde a carta militar de 1:25.000,denominada de Ilha do Funil, a mesma delimitada pelas coordenadas

geogrficas 48 7 30/18 52 30 e 48 00 00 /19 0000, Folha SE. 22-Z-B-

VI-4-SE MI-2451/4-SE.

MATERIAIS E MTODO

A carta Ilha do Funil Folha SE. 22-Z-B-VI-4-SE MI-2451/4-SE, na escala

1:25.000 foi utilizada como base cartogrfica . A partir da digitalizao da carta,

procedeu-se a importao da mesma para o software ENVI 4.3, onde foram

realizados, a correo geomtrica e o registro. Para o registro da rea utilizou -

se pontos de controle da prpria carta, tendo a projeo UTM e o Datum SAD -

69 como referncias espaciais.

No SIG ArcGis 9.3 foram configurados o Datum e a Projeo, definindo a

referncia espacial, para a partir deste ponto serem criados os arquivos de

Geodatabase e inserido neste os arquivos de Featuare Dataset e Feature

Class, correspondentes aos planos de informaes de elevao, relevo,

declividade, geologia, solos, evoluo dos solos e de correes analticas.

O layer de elevao teve como base para sua elaborao as curvas de

nveis definidas na carta com uma eqidistncia de 10 metros. Na tabela

pertencente ao layer foram definidos os valores das cotas por meio da criao

de um campo na tabela, possibilitando a criao do elemento Z, definindo a

altimetria.


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O layer de elevao possibilitou a elaborao do modelo numrico de

terreno MNT, e o de altimetria, respectivamente.

Convertendo o arquivo de vetorial para raster e posteriormente u tilizando

o componente Spatial Analyst do software no sub-menu Surface Analys, as

classes de declividade foram definidas em graus.Os trabalhos de campo foram realizados atendendo a necessidade de

observar a variao geolgica por meio das reas de afloramento ou em

superfcies exumadas, com auxlio de um GPS Etrex, configurado no Datum

SAD-69, com 7 metros de preciso na posio horizontal. Ainda em campo

observou-se a correlao da geologia com as diferenas altimtricas e a

cobertura vegetal. O Sistema Brasileiro de Classificao de Solos (EMBRAPA,

2006), permitiu a classificao pedolgica.

OBJETIVO

A proposta de analisar a acurcia na obteno de mapa de estratos de

solos utilizando-se do layers de geologia e declividade, auxiliada pelo S istema

de Informao Geogrfica - SIG o objetivo geral deste trabalho .

Objetivos especficos

- Elaborar e georreferenciar a base cartogrfica da rea de estudos;

- Descrever a geologia da rea;

- Criao de grade triangular vetorial TIN, para elaborar o mapa de

declividade;

- Caracterizar os solos;

- Elaborar mapa de solos.

ASPECTOS FISIOGRFICOS

Geologia

Segundo Nishiyama (1989), quase todo o Tringulo Mineiro est inserido na

Bacia Sedimentar do Paran, a qual pode ser representada pelas litologias de

idade Mesozica como: arenitos da Formao Botucatu, basaltos da Formao

Serra Geral e as rochas do Grupo Bauru. A geologia regional da Bacia do Rio

Araguari tem como embasamento xistos e quartzitos do Pr-Cambriano Mdio

em seu alto curso, recobertos no seu mdio curso por sedimentos mesozicos


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da Bacia Sedimentar do Paran. No baixo curso o rio Araguari corta

intercalaes de arenitos e basaltos da Formao Serra Geral, chegando, no

fundo do vale a erodir gnaisses e granitos do Pr-Cambriano inferior. Ainda

segundo Nishiyama (1989) a base deposicional das rochas da Bacia

Sedimentar do Paran, nas regies do Tringulo Mineiro e Alto Paranaba, constituda de rochas metassedimentares dos Grupos Arax, Canastra e

Bambu; sendo possvel observar que, em funo de uma evoluo tectnica

tardia, a Bacia Sedimentar do Paran no abriga sedimentos antes do perodo

Trissico. E que ainda nesse caso, os arenitos elicos pertencentes

Formao Botucatu, representam o incio da deposio do perodo Trissico

at o Jurssico. Em outras reas do Tringulo Mineiro os arenitos elicos

possuem pequena expresso, geralmente constituindo corpos lenticulares

depositados diretamente sobre as rochas dos grupos Arax ou Canastra(Nishiyama, 1989).

Ainda no que tange composio da geologia da rea de estudo relevante

destacar:

Grupo Arax: nesse grupo destaca-se a significativa rea de exposio

das rochas nos vales dos rios Araguari e Uberabinha. importante

ressaltar a ao erosiva dos rios que entalham seus vales, modificando

assim as rochas do Grupo Arax. Dentro desse contexto, as rochas

encontram-se plenamente modificadas, confirmado-se tal situao

atravs dos xistos e gnaisses;

Formao Botucatu: essa formao possui pouca expresso no

municpio de Uberlndia de uma forma geral. Seus arenitos esto

situados sobre o embasamento cristalino do Grupo Arax, sendo

tambm recobertos pelas rochas vulcnicas da Formao Geral ou do

Grupo Bauru;

Formao Serra Geral: caracteriza-se pela presena de rochas efusivas,

sendo estas bsicas. Os basaltos pertencentes Serra Geral esto

presentes em extensas reas da Regio Sul (Rio Grande do Sul, Santa

Catarina e Paran), Sudeste (So Paulo, Tringulo Mineiro) e Centro-

Oeste (Sul de Gois e parte do Mato Grosso). No caso do Tringulo

Mineiro, Nishiyama (1989) destaca que (...) grande parte das rochas

dessa formao encontra-se recobertas por sedimentos mais recentes


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do Grupo Bauru e sedimentos cenozicos (...). Porm, o mesmo autor

destaca que as melhores exposies acontecem nos vales dos grandes

rios da regio, a exemplo do rios Grande e Paranaba;

Formao Marlia: especificamente no Tringulo Mineiro, caracterizada

por camadas espessas de arenitos alm de conglomerados dispostossob os nveis carbonticos (Nishiyama, 1989). Nishiyama ainda afirma

que A feio morfolgica caracterstica da formao Marlia

apresentar relevo de topo e bordas abruptas mantidos pela cimentao

mais intensa da rocha (1989). Segundo Barcelos (1984 apud

Nishiyama, 1989), os depsitos presentes na Formao Marlia foram

desenvolvidos em regimes torrenciais referentes aos leques aluviais de

clima semi-rido. possvel, portanto, observar que a bacia sedimentar

pode ser considerada como plancies aluviais as quais se desenvolvemno interior do continente.

A figura 01 mostra as cotas dos grupos que compem a geologia da Ilha do

Funil, as cotas de 620 a 680 correspondem ao Grupo Arax, as cotas de 680 a

880 ao Grupo So Bento e as de 880 a 940 ao Grupo Bauru.

FIGURA 01_ Mapa de Geologia.


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Relevo

A rea de estudo apresenta gradiente altimtrico de 320 m, distribudo entre as

cotas de 620 e 940 m. A cota mais baixa corresponde a regio deprimida do

vale do rio Araguari posicionada a nordeste da carta altimtrica, enquanto que

a cota mais elevada corresponde as feies planas do topo da chapada,sudoeste da carta (figura 03). O mapa de declividade (figura 2) foi elaborado

levando-se em conta sete classes de classificao de relevo, constantes na

tabela 01.

Tipo de Relevo Inclinao (%)

Plano 0 2

Levemente ondulado 3 5

Medianamente ondulado 6 10

Ondulado 11 20

Muito ondulado 21 50

Montanhoso 51 90

Escarpado > 90

TABELA 01 Classificao de declividade

As reas com declividade (figura 03) inferior a 2% correspondem s feies

planas de relevo; relevo suavemente ondulado apresenta declividade entre 2 -

5%; nas declividades entre 6 e 10% ocorrem os relevos medianamente

ondulados; relevo ondulado entre 11 e 20%; muito ondulado entre 21 e 50%;montanhoso entre 51 e 90% e acima de 90% escarpado.


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Figura 02 _ Mapa de Altimetria.

FIGURA 03_ Mapa de Declividade


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Em conformidade, com a classificao da declividade, o relevo e densidade de

drenagem, da rea de estudos foi dividida em trs domnios geomorfolgicos:

Na declividade de relevo plano, entre 0 e 5% de declividade, a feio

denominada de Chapada. Essa feio mantida pelos latossolosoriginados dos arenitos da Formao Marlia, e se posiciona em cotas

altimtricas superiores a 930 m.

A feio de relevo suavemente ondulado compreende a classe de

declividade entre 5 e 10%, ocupa as cotas entre 904 e 869 m, sendo

essa uma regio de transio, borda de chapada, que marca o contato

entre os basaltos da Formao Serra Geral e os arenitos da Formao

Marlia. o limite mais avanado dos processos de eroso fluvial

regressiva, onde ocorre a maioria das nascentes dos cursos dgua daregio.

O relevo medianamente dissecado ocorre nas declividades entre 10 e

40%. Nessa feio os leitos fluviais so mais bem definidos e entalhados

que nas feies de relevo suavemente ondulado.

Em declividades superiores a 50% ocorrem as feies de relevo

intensamente dissecado. Nessa feio, de modo geral, a eroso fluvial

associada aos planos de falhas geolgicas condicionam o

desenvolvimento de vales profundos com pronunciado gradiente

topogrfico, ocorrendo inclusive fcies escarpadas (figura 04).


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FIGURA 04_ Mapa de Relevo.

Descrio pedolgica

A verificao dos tipos de solo foi realizada em levantamentos de campo, ao

verificar que a variao pedolgica condicionada pela distino geolgica e

pelo relevo. Em campo observou-se as caractersticas do solo, registrando ospontos levantados no relevo em um receptor GPS.

Os latossolos vermelhos e vermelho-amarelos, estrutura granular, ocupam as

reas de relevo plano a suavemente-ondulado, em declividades inferiores a

10%. Em declividades entre 10 e 20 % ocorrem os solos estruturados

originrios de rochas baslticas. Integram essa classe os argissolos e

nitossolos, com estruturas tpicas de solos argilosos (blocos angulares,

subangulares e ainda prismtica). Quimicamente, em funo do uso do solo

esses solos podem ser eutrofrricos ou distrofrricos, conforme a saturao debases. Na composio mineral desses solos prevalecem os ferro-magnesianos

originrios dos basaltos.

Os cambissolos ocorrem em reas com declividades entre 21 e 50%. Os

cambissolos ocorrem sobre os basaltos da Formao Serra Geral e sobre os

xistos do Grupo Arax. Sendo solos pouco evoludos, possuem perfis


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subdesenvolvidos e horizonte mineral incipiente posicionado sobre horizonte

saprolitico ou sobre a rocha. Estas caractersticas, conferem aos cambissolos

mais nutrientes minerais que os latossolos, o que justifica uma ocupao de

vegetao mais densa e de porte arbreo mais desenvolvido, com espcies.

Em reas de relevo escarpado, comdeclividade acima de 50%, sobre rochasbaslticas e xistos, maior ocorrncia sobre os xistos, ocorrem os neossolos

litlicos. Nas baixadas ao longo do rio Araguari e nos meandros ao longo dos

cursos fluviais de menor expresso, ocorrem os neossolos quartzarnicos.

Nos regies de relevo escarpados, o alto gradiente topogrfico no contribui

para a acumulao do solo, e os processos erosivos se igualam aos processos

pedogenticos. Nesses solos, o horizonte orgnico assenta-se diretamente

sobre o saprolito ou sobre a rocha. Apesar da inexistncia de um horizonte

mineral, esses solos suportam densa floresta, onde as razes das rvores sedesenvolvem nas fcies intemperizadas que acompanham as fraturas das

rochas.

RESULTADOS

Espacializao dos solos, conforme mineralogia.

A geologia condiciona a mineralogia dos solos. Os solos, no domnio dos

basaltos da Formao Serra Geral, so derivados do intemperismo de minerais

da terra rocha ou de culturas, tecnicamente denominados de

ferromagnesianos, sendo eutrofrricos ou distrofrricos. Os latossolos

vermelhos, amplamente intemperizados e profundos so constitudos por

minerais resistatos de quartzo e minerais secundrios na forma de

xihidrxidos de ferro e argilominerais do grupo da caulinita.

Por ltimo, os micaxistos do Grupo Arax predominam minerais micceos,

feldspatos e ainda quartzo, sendo assim, os solos f ormados herdaro os ons

da decomposio desses minerais, predominando o grupo de alumino -silicatos.

O mapa de solos (figura 05) foi gerando a partir do mapa de geologia, onde

cada domnio geolgico corresponde a um tipo de solo, conforme o contedo

mineral.


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FIGURA 05 _ Mapa de solos.

Espacializao dos solos, conforme evoluo.

O relevo um dos condicionantes da evoluo dos solos, as reas mais planasso facilitam a acumulao e de infiltrao de gua, permitindo assim o

desenvolvimento de solos profundos. Portanto, o processo erosivo proporcional a inclinao do relevo, de modo que em reas com declividadeselevadas o processo de eroso se iguala ao processo pedogentico e dificultaa acumulao de solos. As classes foram determinadas partir deobservaes de campo, na relao da variao pedolgica e da variao derelevo.No sistema de informao geogrfico, os pontos levantados em campo foramalocados no layer de declividade, e ao cruzar os dados de declividade e ospontos das amostras colhidas em campo , permitiu definir a ocorrncia de umdado tipo de solo para cada classe de declividade.O mapa de solos (figura 06), contextualizando a evoluo, foi elaboradoutilizando o mapa de declividade, o qual foi reclassificado em quatro classes

(tabela 2).

Classe de declividade () Classe Reclassificao Tipo de solo 0 10 1 Latossolos

11 30 2 Solos estruturados 31 50 3 Cambissolos51 90 4 Neossolos

Tabela 2 Classes de declividade X tipo de solo.


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Figura 06 - Mapa de evoluo dos solos

O mapa de evoluo dos solos mostra que a distino dos tipos de solos a

partir de classes de declividade somente se aplica dentro de uma mesma

formao geolgica. Esse fato se deve aos distintos graus de estabilidade dosminerais que compem as rochas arenticas da Formao Marlia, dos basaltos

da formao Serra Geral e dos metassedimentos do Grupo Arax.

Nas pores de relevo suavemente ondulado, sobre o dominio da Formao

Marlia ocorrem latossos. Sobre os basaltos, os tipos referem-se a solos

estruturados (nitossolos e argissolos), cambissolos e neossolos litlicos, e

sobre os metassedimentos do Grupo Arax os tipos variam entre cambissolos

e neossolos.

O resultado da primeira anlise espacial apresentou algumas distor es, visto

que em certos pontos a distribuio espacial de determinados tipos de solos

ficaria incorreta, tendo sido necessria uma reclassificao. Esse procedimento

reclassificou as reas mapeadas como latossolos (interseo de reas planas x

Grupo Arax) para cambissolos e neossolos. Isto se deve ao baixo grau de

establidade dos micaxistos do Grupo Arax, principalmente dos filossilicatos,


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que so facilmente intemperizados e carreados, o que no permite o

desenvolvimento de perfis profundos de solos.

O produto final da reclassificao encontra-se na tabela (tabela 3) e no mapa

(Figura 7) abaixo:

Geologia Classe de declividade Classe de solos

Grupo Arax 1 Cambissolos



Grupo Arax 4 Neossolos

Tabela 03_ Reclassificao classe de solos

Figura 07- Mapa de evoluo dos Solos (Reclassificao)


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CONSIDERAES FINAIS

Os SIGs so ferramentas poderosas aplicadas em estudos, anlises e gesto

de dados ambientais, porm, constituem apenas ferramentas de suporte,

sendo o elemento principal o conhecimento do gestor ambiental sobre os

elementos ambientais e as possveis interaes entre estes. Cabe ao gestorambiental o acompanhamento do processamento das informaes a retificao

dos resultados, quando necessrio. Ao gerar mapas de evoluo de solos,

devem ser considerados alm da declividade, as demais variveis do ambiente,

principalmente o tipo de rocha, que conforme a mineralogia, estar submetida a

diferentes processos intempricos, o que conduzir tambm a diferentes

processos pedogenticos.

Crtica necessria se faz aos produtos cartogrficos nacionais. O pas tem

necessidade de um levantamento cartogrfico mais atualizado que leve emconta o aumento do detalhe, principalmente com relao a altimetria. A

inexistncia de cartas topogrficas em escalas superiores a 1:25.000, que

cubram todo o territrio nacional inviabilizam a realizao de uma srie de

trabalhos relacionados a pesquisas e estudos na rea ambiental,

principalmente em anlises de relevo e evoluo de solos.

REFERNCIAS

BERTRAND, G. Paisagem e Geografia Fsica Global . Esboo Metodolgico.R.REGA, Curitiba: Editora UFPR, n. 8, p. 141-152, 2004.

CMARA, G.; MEDEIROS, J. S.; MONTEIRO, A. V. M. Geoprocessamentopara projetos ambientais. Cap. 23, livro On-line, Geoprocessamento: Teoria eAplicaes, INPE, 1999.

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria EMBRAPA. SistemaBrasileiro de Classificao de Solos. [Editores tcnicos, HumbertoGonalves dos Santos et al.] 2a edio. Rio de Janeiro: 2006.

MIRANDA, J.I. Fundamentos de Sistemas de Informaes Geogrficas .Braslia, DF: Embrapa Informao Tecnolgica, 2005.

PEREIRA H. G.,Contribuio da geoestatstica para os SIG Geolgico -MineirosPrincpios Estado de Conhecimento e Possveis Generalizaes. SeminrioRecursos Naturais e Sistemas de Informaes Geogrficas . InstitutoSuperior de Agronomia. Lisboa, 1992.


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PINA, M.F., Modelagem e Estruturao de Dados No-Grficos em Ambientede Sistemas de Informao Geogrfica: Estudo de Caso na rea de SadePblica, Tese de Mestrado, IME, 1994.

NISHIYAMA, Luiz. Geologia do Municpio de Uberlndia e reas Adjacentes.Sociedade e Natureza 1 (9-16), junho 1989.

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