A comparison for a multiscale study of structural lineaments in southern Brazil: LANDSAT-7 ETM+ and shaded relief images from SRTM3-DEM

This paper presents a comparison of descriptive statistics obtained for brittle structural lineaments extracted manually from LANDSAT images and shaded relief images from SRTM 3 DEM at 1:100, 000 and 1:500, 000 scales. The selected area is located in the southern of Brazil and comprises Precambrian rocks and stratigraphic units of the Paraná Basin. The application of this methodology shows that the visual interpretation depends on the kind of remote sensing image. The resulting descriptive statistics obtained for lineaments extracted from the images do not follow the same pattern according to the scale adopted. The main direction obtained for Proterozoic rocks using both image types at a 1:500, 000 scale are close to NS±10, whereas at a 1:100, 000 scale N45E was obtained for shaded relief images from SRTM 3 DEM and N10W for LANDSAT images. The Paleozoic sediments yielded the best results for the different images and scales (N50W). On the other hand, the Mesozoic igneous rocks showed greatest differences, the shaded relief images from SRTM 3 DEM images highlighting NE structures and the LANDSAT images highlighting NW structures. The accumulated frequency demonstrated high similarity between products for each image type no matter the scale, indicating that they can be used in multiscale studies. Conversely, major differences were found when comparing data obtained using shaded relief images from SRTM 3 DEM and Landsat images at a 1:100, 000 scale.

Este artigo apresenta a comparação, através da estatística descritiva, de lineamentos de estruturas rúpteis obtidas manualmente sobre imagens Landsat e relevo sombreado do SRTM 3 MDE nas escalas 1:100.000 e 1:500.000. A área selecionada localiza-se no sul do Brasil e engloba rochas do pré-Cambriano e unidades estratigráficas da Bacia do Paraná. A aplicação desta metodologia demonstra que a interpretação visual depende do tipo de imagem do sensor remoto. O resultado da estatística descritiva obtido para os lineamentos extraídos das imagens não apresenta o mesmo padrão em função da escala adotada. A principal direção encontrada nas rochas do Proterozoico em ambas as imagens, na escala 1:500.000, é próxima de NS±10, enquanto que na escala 1:100.000 a direção N45E foi obtida nas imagens de relevo sombreado do SRTM 3 MDE e a direção N10W nas imagens Landsat. Rochas sedimentares Paleozóicas monstraram os melhores resultados para ambas as imagens e escalas (N50W). Por outro lado as rochas igneas Mesozóicas monstraram as maiores diferenças, realçando as estruturas NE nas imagens SRTM 3 MDE e as estruturas NW nas imagens Landsat. A frequencia acumulada demonstrou alta similaridade entre os produtos de cada tipo de imagem, independente da escala, indicando que podem ser utilizadas em estudos multiescala. Entretanto as maiores diferenças foram encontradas quando foram comparados os dados obtidos pelas imagens sombreadas do SRTM 3 MDE e imagens Landsat na escala 1:100.000.

Brazilian Geological Survey, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM); the Post-Graduation Program in Minerals Resources and Hydrogeology of the Geosciences Institute of Universidade de São Paulo; the Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro and the Faults and Fluid Flow Project (UFPR/PETROBRAS) for financial support.