Utilização de imagens do ALOS/PALSAR no mapeamento digital de atributos físicos dos solos.

O levantamento e a análise da espacialização dos atributos do solo através de ferramentas de geoestatística são fundamentais para que cada hectare de terra seja cultivado segundo as suas reais aptidões. As imagens de radar de abertura sintética (SAR) têm um grande potencial para a estimação de umidade do solo e, desta forma, estes sensores podem auxiliar no mapeamento de propriedades físicas e físico-hídricas dos solos. O objetivo geral deste estudo foi avaliar o potencial de utilização de imagens de radar (micro-ondas) ALOS/PALSAR na identificação de solos em uma área da Formação Botucatu, dominada por solos de textura arenosa e média no município de Mineiros - GO. A área tem aproximadamente 946 ha, com o relevo da região variando de plano a suave ondulado e geologia da área é composta basicamente, por Arenitos da Formação Botucatu. No presente estudo foram amostrados 84 pontos para calibração e 25 pontos para validação, coletados nas profundidades de 0-20 cm e 60-80 cm. As amostras de solo analisadas para a determinação de areia, silte, argila, capacidade de campo (CC), ponto de murcha permanente (PMP) e água total disponível (AD). Para o desenvolvimento do trabalho foram adquiridas imagens de cinco datas e diferentes polarizações, totalizando 14 imagens, que foram processadas para a correção geométrica e correção radiométrica, utilizando o MDE. Também foram gerados covariáveis dos atributos do terreno: elevação (ELEV), declividade (DECLIV), posição relativa da declividade (PR-DECL), distância vertical do canal de drenagem (DVCD), fator-ls (FATOR-LS) e distância euclidiana (D-EUCL). A predição dos atributos do solo foi realizada utilizando os métodos Random Forest (RF) e Random Forest Krigagem (RFK), tendo como covariáveis preditoras as imagens de radar e os atributos do terreno. O processamento das imagens do radar ALOS/PALSAR possibilitou as correções geométrica e radiométrica, transformando os dados em unidades de coeficiente de retroespalhamento (?º) corrigidos pelo modelo digital de elevação (MDE). As imagens adquiridas representaram de forma ampla as variações de ?º ocorridos em diferentes datas. Os solos da área de estudo são predominantemente arenosos, com a maioria dos pontos amostrados classificados como NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS, seguidos dos LATOSSOLOS. Os modelos RF empregados para a predição dos atributos físicos e físico-hídricos dos solos proporcionaram a análise da contribuição das covariáveis preditoras. Os atributos do terreno que exerceram maior influência na predição dos atributos estudados estão relacionados à elevação. As imagens de 03/05/2009 (HH1, VV1, HV1 e VH1) e 26/09/2010 (HH3 e HV3), obtidas em períodos mais secos, tiveram melhores correlações com os atributos do solo. As análises dos semivariogramas dos resíduos da predição dos modelos RF demonstraram maior dependência espacial na camada de 60 a 80 cm. A abordagem da Krigagem somada ao modelo RF contribuíram para a melhoria da predição dos atributos areia, argila, CC e PMP. O uso de imagens de radar ALOS/PALSAR e atributos do terreno como covariáveis em modelos RFK mostrou potencial para estimar os atributos físicos (areia e argila) e físico-hídricos (CC e PMP), que podem auxiliar no mapeamento de solos associados aos materiais de origem da Formação Botucatu.

Levantamento semidetalhado dos solos da microbacia do Córrego do Pito Aceso, Município de Bom Jardim, região serrana do Estado do Rio de Janeiro - RJ.

O objetivo do presente estudo foi realizar o levantamento semidetalhado de solos, na escala 1:10.000, da microbacia do córrego Pito Aceso, com aproximadamente 500 ha, inserida no distrito de Barra Alegre, município de Bom Jardim. Os procedimentos utilizados envolveram a geração de um banco dados digital, manipulação de produtos de sensoriamento remoto (imagens GeoEye) e a confecção de um modelo digital de elevação (MDE), buscando otimizar o mapeamento de solos no campo e facilitar a geração de mapas interpretativos úteis ao planejamento da área. As feições das pedopaisagens foram separadas e representadas por unidades de mapeamento e, definidas em função das classes de solo, condição de drenagem, vegetação original, relevo e material de origem. Nas áreas de várzeas, relacionadas aos sedimentos recentes do Quaternário, ocorrem os Gleissolos Háplicos. Já nas áreas elevadas, relacionadas com as litologias da Unidade Imbé do complexo Rio Negro foram identificados Argissolos, Cambissolos, Latossolos e Neossolos Litólicos, estes ocorrendo associados com Afloramentos de Rochas. Os resultados demonstraram que a utilização do modelo digital de elevação e de seus atributos do terreno derivados foram úteis na otimização dos trabalhos de campo e na delimitação das unidades de mapeamento, aumentando a precisão do mapa final, e contribuindo, assim, para a elaboração do plano de manejo conservacionista da microbacia.

Levantamento de reconhecimento de baixa intensidade dos solos do Município de Figueirão - MS.

2012

Solos do médio alto curso do Rio Grande, região serrana do Estado do Rio de Janeiro.

O objetivo do trabalho foi realizar o estudo dos solos de uma área montanhosa na região de influência do médio alto curso do Rio Grande, região Serrana do Estado do Rio de Janeiro, na escala 1:100.000, visando proceder à identificação, caracterização e cartografia dos solos. Predomina na área relevo forte ondulado a montanhoso e amplitude altimétrica entre 700 e 1.300 metros, podendo registrar picos mais elevados. O tipo climático predominante é o Aw, tropical mesotérmico úmido, de Köppen, com temperatura média anual de 17,8ºCº e precipitação pluviométrica variável de 1.327 mm a 1.585 mm anuais. Os procedimentos utilizados consistiram basicamente na delimitação dos principais domínios e/ou padrões fisiográficos, a partir de dados de sensores remotos e do modelo digital de elevação (MDE), principalmente dos dados de altimetria e de declividade. No domínio das baixadas, foram identificados Neossolos Flúvicos, ocupando as várzeas do Rio Grande e Cambissolos Flúvicos nas posições ligeiramente mais elevadas das baixadas. No domínio das terras altas, foram identificados Argissolos Vermelhos, Vermelho-Amarelos e eventualmente Amarelos, restritos às partes mais suavizadas da paisagem. Na classe do Argissolo Vermelho-Amarelo há ocorrência de solos com caracteristicas intermediárias para a classe dos Latossolos, e apenas na classe do Argissolo Vermelho ocorrem solos eutróficos, relacionados a diques de rochas básicas. Latossolos Vermelhos, Vermelho-Amarelos, Amarelos e eventualmente Latossolos Amarelos húmicos e, mais raramente, ácricos, que gradativamente dão lugar a Cambissolos Háplicos e Neossolos Litólicos, que ocorrem associados a afloramentos de rochas, à medida que a vertente fica mais íngreme. Excluindo os solos representativos das áreas de várzea, o restante, assim como os afloramentos de rochas, ocorrem em toda a área de estudo em diferentes posições da paisagem. As principais restrições pedológicas observadas na área compreendem a baixa fertilidade natural dos solos e a elevada suscetibilidade à erosão, em consequência da elevada precipitação e do relevo vigoroso da área. Essas características influenciam no comportamento dos solos frente aos diferentes tipos de usos e práticas de manejo, devendo ser consideradas no planejamento de uso dos solos.

Caracterização dos solos da microbacia do Ribeirão Barro Branco, município de São José de Ubá - RJ.

O presente estudo refere-se à caracterização dos solos da microbacia do ribeirão Barro Branco no município de São José de Ubá, Rio de Janeiro, abrangendo uma área de cerca de 550 ha, como parte integrante do Projeto Modelagem Hidrológica apoiado pela FAPERJ. O resultado final deste estudo consistiu no Mapa Semidetalhado de Solos da microbacia de acordo com as normas preconizadas pela Embrapa Solos, com a utilização de geotecnologias e técnicas de mapeamento digital. Consiste na caracterização dos solos visando contribuir para o planejamento do uso e ocupação das terras de forma racional e sustentável. Como material básico, utilizou-se uma aerorrestituição na escala 1:10.000 que foi empregada para a geração de um modelo digital de elevação (MDE), tendo ainda o apoio de imagens do Sensor Geoeye-1 de 2010. Os resultados obtidos, além de permitirem uma visão geral sobre as características ambientais da área, contêm todos os critérios utilizados para distinção e classificação dos solos e uma descrição das principais classes de solos da área estudada, cuja distribuição espacial é representada em um mapa na escala 1:10.000. Este mapa é constituído por 25 unidades de mapeamento, que compõem uma legenda de identificação dos solos, individualizados até o 5º nível categórico do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), seguido de textura, tipo de horizonte A, fases de vegetação, relevo e, para solos pouco evoluídos, substrato geológico. As principais classes de solos identificadas foram: Argissolos Vermelhos; Argissolos Vermelho-Amarelos; Gleissolos, Argissolos Amarelos; Afloramentos de Rocha e Luvissolos. Os primeiros apresentando grande predomínio sobre as demais classes da área com ocorrência superior a 42% do total. O principal tipo de utilização agrícola nessa microbacia é com pastagens, em sua maioria em estágio avançado de degradação, devido à baixa capacidade de retenção de água no solo, a baixa fertilidade e o baixo nível de utilização de insumos e práticas de conservação de solos na área.

Implantação e uso de sistema de informações geográficas para a Área Antártica Especialmente Gerenciada Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Antártica

Esta dissertação descreve a implementação de um Sistema de Informações Geográficas (SIG) para a Área Antártica Especialmente Gerenciada (AAEG) da Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Arquipélago das Schetland do Sul, Antártica. O trabalho constituiu na definição de equipamentos e do SIG (ARC/INFO) necessários para a operação do sistema e integração dos dados nos diferentes formatos. Os primeiros planos de informação para este SIG estão prontos: (1) altimetria; (2) batimetria; (3) linha de costa; (4) glaciologia; (5) áreas livres de gelo; (6) ocupação humana (feições antropogênicas); e (7) toponímias. Os resultados são apresentados através de quatro estudos, exemplificando algumas de suas aplicações no gerenciamento da área. Inicialmente realizou-se a revisão dos limites da AAEG, conforme sugestões do Protocolo ao Tratado Antártico sobre Proteção ao Meio Ambiente (Protocolo de Madri), a área total foi recalculada em 362km2 (anteriormente calculada em 370 km2). A partir da geração de um Modelo Digital de Elevação (MDE) obteve-se a visualização tridimensional da área, que possibilitou a descrição de algumas de suas características geomorfológicas e revisão de cálculos morfométricos. As águas da AAEG possuem um volume de 24,1km3, sendo 22,7 km3 pertencentes a Baía do Almirantado e 1,4km3 ao Estreito de Bransfield. Com a integração de dados multitemporais, quantificou-se a retração das frentes de gelo da Baía do Almiratado, constatando-se a perda de 22,5km2 de gelo (12% da cobertura atual) entre 1956 e 2000. E, finalmente, a Península Keller serviu como área teste para um pequeno estudo de impacto ambiental, sendo identificado conflito da ocupação humana com áreas de reprodução, constatando-se a ocorrência de impacto superior a um impacto menor ou transitório, segundo as definições do Protocolo Madri. A implementação do sistema seguiu os padrões de Working Group of Geodesy and Geographic Information (WG-GGI) do Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR), permitindo a compatibilidade com projetos internacionais. O SIG serve como importante ferramenta de apoio ao gerenciamento da AAEG, podendo ser utilizado no planejamento de atividades científicas e logísticas, monitoramento e avaliações de impacto ambiental.

Condicionamento estrutural das zonasa de cisalhamento da região de Forquilha, domínio Ceará Central: uma abordagem integrada de sensoriamento remoto e geologia estrutural

The studied region, named Forquilha and localized in northwestern Central Ceará domain (northern portion of Borborema Province), presents a lithostratigraphic framework constituted by paleoproterozoic metaplutonics, metasedimentary sequences and neoproterozoic granitoids. The metasedimentary rocks of Ceará group occupy most part of the area. This group is subdivided in two distinct units: Canindé and Independência. Canindé unit is represented basically by biotite paragneisses and muscovite paragneisses, with minor metabasic rocks (amphibolite lens). Independência sequence is composed by garnetiferous paragneisses, sillimanite-garnet-quartz-muscovite schists and quartz-muscovite schists, pure or muscovite quartzites and rare marbles. At least three ductile deformation events were recognized in both units of Ceará group, named D1, D2 and D3. The former one is interpreted as related to a low angle tangential tectonics which mass transport is southward. D2 event is marked by the development of close/isoclinal folds with a N-S oriented axis. Refolding patterns generated by F1 and F2 superposition are found in several places. The latest event (D3) corresponds to a transcurrent tectonics, which led to development of mega-folds and several shear zones, under a transpressional regime. The mapped shear zones are Humberto Monte (ZCHM), Poço Cercado (ZCPC) and Forquilha (ZCF). Digital image processing of enhanced Landsat 7-ETM+ satellite images, combined with field data, demonstrate that these penetrative structures are associated with positive and negative geomorphologic patterns, distributed in linear and curvilinear arrangements with tonal banding, corresponding to the ductile fabric and to crests. Diverse color composites were tested and RGB-531 and RGB-752 provided the best results for lineament analysis of the most prominent shear zones. Spatial filtering techniques (3x3 and 5x5 filters) were also used and the application of Prewitt filters generated the best products. The integrated analysis of morphological and textural aspects from filtered images, variation of tonalities related to the distribution of geologic units in color composites and the superposition over a digital elevation model, contributed to a characterization of the structural framework of the study area. Kinematic compatibility of ZCHM, ZCPC, ZCF shear zones, as well as Sobral-Pedro II (ZCSPII) shear zone, situated to the west of the study area, was one of the goal of this work. Two of these shear zones (ZCHM, ZCPC) display sinistral movements, while the others (ZCSPII, ZCF) exhibit dextral kinematics. 40Ar/39Ar ages obtained in this thesis for ZCSPII and ZCPC, associated with other 40Ar/39Ar data of adjacent areas, indicate that all these shear zones are related to Brasiliano orogeny. The trend of the structures, the opposite shear senses and the similar metamorphic conditions are fitted in a model based on the development of conjugate shear zones in an unconfined transpression area. A WNW-ESE bulk shortening direction is infered. The geometry and kinematic of the studied structures suggest that shortening was largely accommodated by lateral extrusion, with only minor amounts of vertical stretch

SIG e sensoriamento remoto aplicado ao estudo dos processos de inundação e mapeamento da cobertura vegetal na planície fluvial do alto Rio Paraná

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Geotecnologias aplicadas à estimativa de perdas de solo por erosão hídrica na sub-bacia do Ribeirão das Perobas, Município de Santa Cruz do Rio Pardo-SP

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Morfometria de compartimentos hidrológicos e qualidade hídrica do município de Batatais-SP

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Dinâmica no uso da terra de 1991 a 2010 da região semiárida do estado do Piauí: cajucultura e apicultura

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Mapeamento dos parâmetros florísticos e estruturais de floresta de mangue com dados LIDAR e SRTM

Este estudo apresenta a estimativa dos parâmetros florísticos e estruturais (determinação da espécie, altura, diâmetro a altura do Peito - DAP e biomassa) do mangue a partir de informações da superfície adquiridas remotamente com os sensores Laser Detection and Range (LIDAR), Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) e ortofotos na Ilha dos Guarás, conjunto de arquipélagos localizado a 30 km da desembocadura do rio amazonas. Para esse trabalho foram utilizadas informações do SRTM, LIDAR e fotografias aéreas processadas e ortorretificadas durante dois sobrevôos realizados entre o mês de julho e agosto de 2011. Com a ortofoto foi feito o mapa do reconhecimento de unidades geobotânicas que delimitou apenas a classe mangue. Em seguida, foi realizada a correção da altura elipsoidal para a altura ortométrica, onde a nuvem de pontos foi interpolada pelo método vizinho mais próximo, gerando Modelo Digital de Elevação (MDE) LIDAR (full points) com RMSE de 0,88 cm e por meio de uma linguagem macro foi estatisticamente separadas as informações do último pulso da superfície, conhecido também por ground points. Em seguida, os dados foram interpolados pelo método de krigeagem que gerou o valor de Modelo Digital de Superfície (MDS), o qual foi subtraído do MDE. Com base no Modelo Digital de Vegetação (MDV) foram definidos os sítios de coleta e selecionadas as árvores ascendentes, intermediárias e emergentes, porte no qual foi medido o DAP e altura. No total foram coletadas 212 amostras individuais de mangue e para assegurar o nível de acurácia do conjunto coletado, foi realizado o cálculo de RMSE entre as alturas do LIDAR e Campo, que resultou em RMSE= 1,10 m. Os modelos escolhidos para calibração LIDAR e altura de campo foi do tipo linear, com R² = 91% e RMSE= 0,98 cm e para calibração da DAP e altura de campo foi escolhido o modelo Logarítmico R² = 74,1%. Nos resultados da calibração do SRTM o modelo logarítmico também foi o mais adequado para a relação entre altura média e SRTM com R² = 91% e RMSE de 2,2 m e DAP Médio e SRTM, com R² = 88% e RMSE 2,2 cm. A partir de um inventário foi realizada a estimativa da biomassa por espécie por meio das equações alométricas de Fromard e posteriormente os resultados foram espacializados em forma de mapas com alto nível de detalhamento oriundo das informações LIDAR e SRTM corrigido e ortofotos.

Interaction between GIS and hydrologic model: a preliminary approach using ArcHydro Framework Data Model

In different regions of Brazil, population growth and economic development can degrade water quality, compromising watershed health and human supply. Because of its ability to combine spatial and temporal data in the same environment and to create water resources management (WRM) models, the Geographical Information System (GIS) is a powerful tool for managing water resources, preventing floods and estimating water supply. This paper discusses the integration between GIS and hydrological models and presents a case study relating to the upper section of the Paraíba do Sul Basin (Sao Paulo State portion), situated in the Southeast of Brazil. The case study presented in this paper has a database suitable for the basin's dimensions, including digitized topographic maps at a 50,000 scale. From an ArcGIS®/ArcHydro Framework Data Model, a geometric network was created to produce different raster products. This first grid derived from the digital elevation model grid (DEM) is the flow direction map followed by flow accumulation, stream and catchment maps. The next steps in this research are to include the different multipurpose reservoirs situated along the Paraíba do Sul River and to incorporate rainfall time series data in ArcHydro to build a hydrologic data model within a GIS environment in order to produce a comprehensive spatial-temporal model.

Bioengenharia no controle de processos erosivos de áreas de hidrelétricas – o caso da PCH Costa Rica (MS)

The crescent increasing demand of the electric power in Brazil has stimulated the implantation of Small Central Hydroelectric Power (SCHP) in several regions of the country. However, the silting up of the reservoirs is one of the main problems faced by hydroelectric power plants and SCHP. In this context, this research aimed evaluate the phenomenology and propose the enforcement of appropriate bioengineering techniques to control the intense erosive process of the hydrographical basin of the “Alto Rio Sucuriú,” that cause silting up of the reservoirs of the SCHP Costa Rica, located in the municipal district of Costa Rica (MS). In order to identify the phenomenology of the main falling in of this basin, a diagnosis of the conditions of the physical environment of the region (climate, geology, pedology, hydrology, and use of the ground) was realized. A surveying was also realized to specify the geometric feature of the falling in using the Total Station of the Ruide brand, series RTS 860R and the geodetic GPS of the Ashtech brand and the data obtained was used on the preparation of the Digital Elevation Model (DEM) of the falling in. Based on this diagnosis an official register of the falling in was done with identification of the different types of present erosion. Due to the advanced erosive stage of the falling in researched, the use of bioengineering techniques could be the best solution considering that the traditional engineering techniques make use of heavy material like concrete, iron and large machines that besides causing higher impact to the natural and esthetic aspects of the environment also require a higher investment of capital. This research establish a great cooperation to the knowledge of the erosive process and of the rehabilitation of the degraded areas with application of bioengineering techniques not only hydrographical basin of “Alto Rio Sucuriú” but also to other basins that show similar situation