Feições crustais determinadas pela análize azimutal da função do receptor, na região da estação sismológica de Rio Claro (RCLB)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evolução geodinâmica e condicionamento estrutural dos terrenos Piancó-Alto Brígida e Alto Pajeú, domínio da zona transversal, NE do Brasil

This thesis aims to advance in the geological knowledge of the region comprising the Piancó-Alto Brígida (TPAB) and Alto pajeú (TAP) terranes, in the Transversal Zone Domain (Borborema Province, NE Brazil), with the main objective of understanding the geodynamic evolution and the structural framework of these units. To reach this objective, and besides field work and interpretation of traditional aerial photographs, other tools were employed like of remote sensing products (Landsat 7 ETM+, aeroradiometrics, aeromagnetics and topographical images), lithogeochemical (whole rock) analyses and geochronological dating (U-Pb in zircon), besides integration with literature data. In the area, several precambrian geological units outcrop, represented in the TAP by the paleoproterozoic Serra Talhada and Afogados da Ingazeira complexes, Riacho Gravatá Complex (metavolcano-sedimentary sequence of Stenian-Tonian age) and Cariris Velhos orthogneisses (of Tonian age). The TPAB comprises the Santana do Garrote (lower unit) and Serra do Olho d'Água (upper unit) formations of the Cachoeirinha Group (Neoproterozoic III), besides the Piancó orthogneisses and Bom Jesus paragneisses; the latter correspond to an older (basement ?) block and a possible high grade equivalent of the Cachoeirinha Group (or Seridó Group ?), respectively. Several Brasiliano-age plutons occur in both terranes.The aeromagnetic data show the continuity, at depth, of the main shear zones mapped in the region. The Patos, Pernambuco, Boqueirão dos Cochos, Serra do Caboclo, Afogados da Ingazeira/Jabitacá and Congo-Cruzeiro do Nordeste shear zones reach depths greater than to 6-16 km. The aeromagnetic signature of other shear zones, like the Juru one, suggests that these structures correspond to shallower crustal features. The satellite images (Landsat 7 ETM+) and aerogamaspectrometric images discriminate different geological units, contributing to the mapping of the structural framework of the region. The Serra do Caboclo Shear Zone was characterized as the boundary/suture between the TPAB and TAP. This structure is an outstanding, pervasive feature that separates contrasting geological units, such as the Neoproterozoic III Cachoeirinha Group in the TPAB and the Riacho Gravatá Complex and the Cariris Velhos metaplutonics, of Stenian-Tonian age, in the TAP. Occupying different blocks, these units are not found in authoctonous relations, like unconformities and intrusive contacts. Concerning the Cariris Velhos (ca. 1,0 Ga old) event is recorded by radiometric ages of the Riacho Gravatá Complex metavolcanics and intrusive augen and orthogneisses, all of them displaying geochemical affinities of arc or collisional settings. A structural signature of this event was not recorded in the region, possibly due to its low grade/low strain style, obliterated by the overprinting of younger, higher grade/high strain Brasiliano-age fabrics.The first tectonic event (D1) observed in the Cariris Velhos lithotypes presents contractional kinematics with transport to the NW. Neoproterozoic III geochronologic dates, obtained in late-D1 granitoids, imply a Brasiliano age (ca. 610-600 Ma) for this deformation event. The second tectonic event (D2) characterized in the region corresponds to the Brasiliano transcurrent kinematics of the outstanding shear zones and associated granitoid plutons. The geochronological (U-Pb in zircon) data obtained during this thesis also confirms the occurrence of the Cariris Velhos magmatic suite in the TAP, as well as the Neoproterozoic III age to the Cachoeirinha Group in the TPAB. The TAP (Riacho Gravatá Complex, augen and orthogneisses) is interpreted as a continental arc possibly accreted to a microcontinent during the Cariris Velhos (Stenian-Tonian) event. Later on, this terrane collided with the TPAB at the beginning of the Brasiliano orogeny (D1 contractional deformation), and both domins were reworked by the transcurrent shear deformation of the D2 event

Uma nova abordagem para interpretação de anomalias gravimétricas regionais e residuais aplicada ao estudo da organização crustal: exemplo da Região Norte do Piauí e Noroeste do Ceará

A interpretação de anomalias gravimétricas é de grande importância no estudo de feições geológicas que ocorrem na crosta terrestre. Esta interpretação é, no entanto, dificultada pelo fato das anomalias gravimétricas serem resultantes da soma total dos efeitos produzidos por todos os contrastes de densidades de subsuperfície. Desse modo, com o intuito de separar efeitos de feições mais profundas de efeitos de feições mais rasas, bem como a caracterização da geometria desses dois conjuntos de feições, apresentamos um método de separação das componentes regional e residual do campo e a subsequente interpretação de cada componente. A separação regional-residual de dados gravimétricos é efetuada através da aproximação do campo regional por um polinômio ajustado ao campo observado por um método robusto. Este método é iterativo e usa como aproximação inicial a solução obtida através do ajuste polinomial pelo método dos mínimos quadrados. O método empregado minimiza a influência de observações contendo forte contribuição do campo residual no ajuste do campo regional. A componente regional obtida a partir da separação regional-residual é transformada em um mapa de distâncias verticais em relação a um nível de referência. Esta transformação compreende duas etapas. A primeira consiste na obtenção da continuação para baixo da componente regional, que é pressuposta ser causada por uma interface suave separando dois meios homogêneos, representando a interface crosta-manto, cujo contraste de densidade é supostamente conhecido. A segunda consiste na transformação do mapa de continuação para baixo em um mapa de distâncias verticais entre o nível de continuação (tomado como nível de referência) e a interface. Este método apresenta duas dificuldades. A primeira está ligada à instabilidade, havendo portanto a necessidade do emprego de um estabilizador o que acarreta a perda de resolução das feições que se desejam mapear. A segunda, inerente ao método gravimétrico, consiste na impossibilidade da determinação das profundidades absolutas da interface em cada ponto, bastando entretanto o conhecimento da profundidade absoluta em um ponto, através de informação independente, para que todas as outras profundidades absolutas sejam conhecidas. A componente residual obtida a partir da separação regional-residual é transformada em um mapa de contrastes de densidade aparente. Esta transformação consiste no cálculo do contraste de densidade de várias fontes prismáticas através de uma inversão linear pressupondo que as fontes reais estejam das a uma placa horizontal, com contrastes de densidade variando apenas nas direções horizontais. O desempenho do método de separação regional-residual apresentado foi avaliado, através de testes empregando dados sintéticos, fornecendo resultados superiores em relação aos métodos dos mínimos quadrados e da análise espectral. O método de interpretação da componente regional teve seu desempenho avaliado em testes com dados sintéticos onde foram produzidos mapeamentos de interfaces bem próximas das estruturas reais. O limite de resolução das feições que se desejam mapear depende não só do grau do polinômio ajustante, como também da própria limitação inerente ao método gravimétrico. Na interpretação da componente residual é necessário que se postule ou tenha informação a priori sobre a profundidade do topo e espessura da placa onde as fontes estão supostamente confinadas. No entanto, a aplicação do método em dados sintéticos, produziu estimativas razoáveis para os limites laterais das fontes, mesmo na presença de fontes interferentes, e pressupondo-se valores para profundidade do topo e espessura da placa, diferentes dos valores verdadeiros. A ambiguidade envolvendo profundidade do topo, espessura e densidade pode ser visualizada através de gráficos de valores de densidade aparente contra profundidade do topo presumida para a placa para vários valores postulados para a espessura da placa. Estes mesmos gráficos permitem, pelo aspecto das curvas, a elaboração de uma interpretação semi-quantitativa das profundidades das fontes reais. A seqüência dos três métodos desenvolvidos neste trabalho foi aplicada a dados gravimétricos da região norte do Piauí e noroeste do Ceará levando a um modelo de organização crustal que compreende espessamentos e adelgaçamentos crustais associados a um evento compressivo que possibilitou a colocação de rochas densas da base da crosta a profundidades rasas. Este modelo ê compatível com os dados geológicos de superfície. É ainda sugerida a continuidade, por mais 200 km em direção a sudoeste, do Cinturão de Cisalhamento Noroeste do Ceará por sob os sedimentos da Bacia do Parnaíba, com base nas evidências fornecidas pela interpretação da anomalia residual. Embora esta seqüência de métodos tenha sido desenvolvida com vistas ao estudo de feições crustais de porte continental, ela também pode ser aplicada ao estudo de feições mais localizadas como por exemplo no mapeamento do relevo do embasamento de/bacias sedimentares onde os sedimentos são cortados por rochas intrusivas mais densas.

Estudo das feições estruturais e tectônicas do nordeste do estado de São Paulo e sudoeste do estado de Minas Gerais através da gravimetria

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização de feições oceanográficas na plataforma de Santa Catarina através de imagens orbitais

Este trabalho tem por objetivo identificar e caracterizar as feições oceanográficas de pequena e mesoescala que ocorrem na plataforma continental de Santa Catarina (SC). Foram empregadas imagens de temperatura e concentração de clorofila da superfície do mar (TSM e CSM), obtidas pelo sensor MODIS. Foi selecionada uma imagem diária para cada mês do ano de 2003, excetuando dezembro, onde procurou-se avaliar efeitos sazonais. As feições oceanográficas foram observadas através da aplicação de diferentes níveis de contraste e paletas de cores para realce. Foram identificadas feições como vórtices, meandros, cogumelos, plumas, filamentos, frentes e áreas de ressurgências. Os resultados indicam que no verão a distribuição superficial em mesoescala da temperatura é mais homogênea, levando a um número menor de feições observáveis. O fenômeno de ressurgência costeira em escala localizada ao sul da Ilha de SC e junto à costa foi observado nos meses de novembro, janeiro e fevereiro. Durante o outono e o inverno as imagens apresentaram maior grau de complexidade, principalmente devido à presença da frente costeira do Prata, com características de menor temperatura e maiores valores de clorofila.

Um Mecanismo de realimentação de relevâncias para recuperação de informações visuais utilizando feições a partir de imagens JPEG

Esta dissertação propõe e discute um mecanismo de realimentação de relevâncias (i. e. “Relevance Feedback”). A técnica de realimentação de relevâncias foi introduzida inicialmente em meados dos anos 60, como uma estratégia para refinamento de consultas para a recuperação de informações. Como uma técnica de refinamento de consultas, foi aplicada inicialmente em sistemas de recuperação de informações textuais. Neste caso, os termos ou expressões consideradas importantes, são utilizados na formulação de uma nova consulta. Ao surgirem os sistemas de recuperação de informação visual baseada em conteúdo (CBVIR), houve a necessidade de serem introduzidos novos elementos associados a esse processo de reformulação de consultas, de tal forma que fossem utilizados não apenas as informações de alto nível, como os termos e expressões. Esses novos elementos passaram a considerar também a subjetividade de percepção humana em relação ao conteúdo visual. Neste trabalho, apresenta-se um processo de extração e representação desse conteúdo, através da utilização de feições (conteúdo) de cor e textura, extraídos de imagens JPEG, uma vez que no processo de compressão de imagens nesse formato, utiliza-se coeficientes da Transformada Discreta do Cosseno (DCT), sendo, portanto esses coeficientes utilizados como elementos que possuem as informações associadas a cor e textura na imagem. Além da DCTé utilizada a Transformação Mandala [YSH 83] no processo de agrupamento de somente 10 coeficientes, com o objetivo de produzir 10 imagens com resoluça menor que a imagem original, mas que representam cada uma, o conteúdo de uma frequência particular da imagem original. A escolha por uma representação como essa,é a garantia de uma redução significativa na quantidade de dados a serem processados. Entretanto, a representação obtida nesse formato para as imagens,é com base em conteúdo global de cor e textura, o que pode produzir resultados insatisfatórios. A introdução de um mecanismo de realimentação de relevâncias, associado à representação utilizada, permite contornar a dificuldade apontada acima, através da obtenção de consultas subsequentes, selecionando os objetos mais relevantes, assim como menos objetos não relevantes, utilizando o conhecimento do usuário de forma interativa no refinamento de consultas para recuperação de informações visuais.

Extração de feições em dados imagem com alta dimensão por otimização da distância de Bhattacharyya em um classificador de decisão em árvore

Neste trabalho é investigada uma abordagem para extração de feições baseada na otimização da distância de Bhattacharyya em um classificador hierárquico de estrutura binária. O objetivo é mitigar os efeitos do fenômeno de Hughes na classificação de dados imagem hiper-espectrais. A utilização de um classificador em múltiplo-estágio, analisando um sub-conjunto de classes em cada etapa ao invés do conjunto total, permite modos mais eficientes para extrair as feições mais adequadas em cada etapa do procedimento de classificação. Em uma abordagem de árvore binária, somente duas classes são consideradas em cada etapa, permitindo a implementação da distância de Bhattacharyya como um critério para extração de feições em cada nó da árvore. Experimentos foram realizados utilizando dados imagem do sensor AVIRIS. A performance da metodologia proposta é comparada com métodos tradicionais para extração e seleção de feições.

Feições de textura para classificação de imagens

Presentemente, os métodos utilizados no processo classificação de imagens, em sua grande maioria, fazem uso exclusivamente dos atributos espectrais. Nesta pesquisa,são introduzidos os atributos espaciais, em particular a textura, no processo de classificação de imagens digitais. As informações de textura são quantificadas pelo método das matrizes de co-ocorrência, proposto por Haralick, e organizadas em um formato similar ao utilizado nas bandas espectrais, gerando desta forma canais de textura. Com a implementação deste atributo em adição aos espectrais, obtêm-se um acréscimo na exatidão obtida no processo de classificação de imagens.

Caracterização mineralógica de Latossolos em diferentes feições do relevo na região de Jaboticabal, SP

Different surface land form expressed by the relief can cause variations in soil properties in different magnitudes, depending mainly on a specific location in the landscape. Therefore, the objective of this study was to make the mineralogical characterization of Oxisols in different relief forms in the region of Jaboticabal, SP. Three trenches were opened in the convex, linear and concave landforms, done morphological description of the soil horizons and collected soil samples for physical, chemical and mineralogical characterization. It was found that the oxidic mineralogy is dependent on the type of landform, with the dominance of goethite on the concave landform and hematite on the linear landform. The desferrific clay minerals exhibited dominance of gibbsite in the concave, compared to convex and linear landforms that were dominated by the kaolinitic mineralogy.

Extração automatica de feições rodoviáris em imagens digitais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Extração de feições retas com precisão subpixel: estudo comparativo entre três métodos

In the fields of Machine Vision and Photogrammetry, extracted straight lines from digital images can be used either as vector elements of a digital representation or as control entities that allow the determination of the camera interior and exterior orientation parameters. Applications related with image orientation require feature extraction with subpixel precision, to guarantee the reliability of the estimated parameters. This paper presents three approaches for straight line extraction with subpixel precision. The first approach considers the subpixel refinement based on the weighted average of subpixel positions calculated on the direction perpendicular to the segmented straight line. In the second approach, a parabolic function is adjusted to the grey level profile of neighboring pixels in a perpendicular direction to the segmented line, followed by an interpolation of this model to estimate subpixel coordinates of the line center. In the third approach, the subpixel refinement is performed with a parabolic surface adjustment to the grey level values of neighboring pixels around the segmented line. The intersection of this surface with a normal plane to the line direction generates a parabolic equation that allows estimating the subpixel coordinates of the point in the straight line, assuming that this is the critical point of this function. Three experiments with real images were made and the approach based on parabolic surface adjustment has presented better results.

Processamento e interpretação de dados 2D e 3D de GPR :aplicações no imageamento de feições kársticas e estruturas de dissolução no campo de petróleo de Fazenda Belém-CE

In Fazenda Belém oil field (Potiguar Basin, Ceará State, Brazil) occur frequently sinkholes and sudden terrain collapses associated to an unconsolidated sedimentary cap covering the Jandaíra karst. This research was carried out in order to understand the mechanisms of generation of these collapses. The main tool used was Ground Penetrating Radar (GPR). This work is developed twofold: one aspect concerns methodology improvements in GPR data processing whilst another aspect concerns the geological study of the Jandaíra karst. This second aspect was strongly supported both by the analysis of outcropping karst structures (in another regions of Potiguar Basin) and by the interpretation of radargrams from the subsurface karst in Fazenda Belém. It was designed and tested an adequate flux to process GPR data which was adapted from an usual flux to process seismic data. The changes were introduced to take into account important differences between GPR and Reflection Seismic methods, in particular: poor coupling between source and ground, mixed phase of the wavelet, low signal-to-noise ratio, monochannel acquisition, and high influence of wave propagation effects, notably dispersion. High frequency components of the GPR pulse suffer more pronounced effects of attenuation than low frequency components resulting in resolution losses in radargrams. In Fazenda Belém, there is a stronger need of an suitable flux to process GPR data because both the presence of a very high level of aerial events and the complexity of the imaged subsurface karst structures. The key point of the processing flux was an improvement in the correction of the attenuation effects on the GPR pulse based on their influence on the amplitude and phase spectra of GPR signals. In low and moderate losses dielectric media the propagated signal suffers significant changes only in its amplitude spectrum; that is, the phase spectrum of the propagated signal remains practically unaltered for the usual travel time ranges. Based on this fact, it is shown using real data that the judicious application of the well known tools of time gain and spectral balancing can efficiently correct the attenuation effects. The proposed approach can be applied in heterogeneous media and it does not require the precise knowledge of the attenuation parameters of the media. As an additional benefit, the judicious application of spectral balancing promotes a partial deconvolution of the data without changing its phase. In other words, the spectral balancing acts in a similar way to a zero phase deconvolution. In GPR data the resolution increase obtained with spectral balancing is greater than those obtained with spike and predictive deconvolutions. The evolution of the Jandaíra karst in Potiguar Basin is associated to at least three events of subaerial exposition of the carbonatic plataform during the Turonian, Santonian, and Campanian. In Fazenda Belém region, during the mid Miocene, the Jandaíra karst was covered by continental siliciclastic sediments. These sediments partially filled the void space associated to the dissolution structures and fractures. Therefore, the development of the karst in this region was attenuated in comparison to other places in Potiguar Basin where this karst is exposed. In Fazenda Belém, the generation of sinkholes and terrain collapses are controlled mainly by: (i) the presence of an unconsolidated sedimentary cap which is thick enough to cover completely the karst but with sediment volume lower than the available space associated to the dissolution structures in the karst; (ii) the existence of important structural of SW-NE and NW-SE alignments which promote a localized increase in the hydraulic connectivity allowing the channeling of underground water, thus facilitating the carbonatic dissolution; and (iii) the existence of a hydraulic barrier to the groundwater flow, associated to the Açu-4 Unity. The terrain collapse mechanisms in Fazenda Belém occur according to the following temporal evolution. The meteoric water infiltrates through the unconsolidated sedimentary cap and promotes its remobilization to the void space associated with the dissolution structures in Jandaíra Formation. This remobilization is initiated at the base of the sedimentary cap where the flow increases its abrasion due to a change from laminar to turbulent flow regime when the underground water flow reaches the open karst structures. The remobilized sediments progressively fill from bottom to top the void karst space. So, the void space is continuously migrated upwards ultimately reaching the surface and causing the sudden observed terrain collapses. This phenomenon is particularly active during the raining season, when the water table that normally is located in the karst may be temporarily located in the unconsolidated sedimentary cap

Sismicidade e correlação com feições geológicas: o caso do lineamento Pernambuco e seu entorno

This thesis presents and discusses the results of the various seismic areas in the State of Pernambuco, with the aim of having a vision of regional seismicity and its causes. To the papers published in journals were added two new original works submitted to international journals, dealing with seismic areas located in the counties of São Caetano, Cupira, and Agrestina. All seismic areas mentioned in this thesis are located on the Pernambuco Lineament and its surroundings (both in branches or single faults within 40 km of it). The Pernambuco Lineament is a Neoproterozoic shear zone of continental-scale that deformed the Borborema Province, and presents as branches, shear zones with NE-SW direction. The new submitted papers are from the analysis of data collected by three local networks of stations that operated in the following areas: network SO07 (seismicity in the district of Santa Luzia - São Caetano, 2007), network BM10 (data from seismic areas of Serra Verde ( Cupira) and Barra do Chata (Agrestina), in 2010), network SO10 (seismicity near the urban center of São Caetano in 2010). These data were used for determining the hypocenters and focal mechanisms in order to discuss the relationship between the seismicity and geological features of the area. The new mechanisms obtained, as well as the previously published allowed the determination of the direction of the average stress in the region. The direction of stress in the region involving the various seismic areas, now or previously studied, is quite stable and approximate EW direction (SHmax). The correlation between seismicity and geological features is observed on the lineament and north of it. In the south (Cupira and Agrestina), in seismic areas nearby shear zones NE-SW, there is no correlation and seismogenic EW normal faults are active and its motion is compatible with regional stresses. It is probable that these active faults are more recent than the Neoproterozoic, probably of the Cretaceous period, when the last great movement of the Pernambuco Lineament occurred

Modelagem do clima de ondas e seus efeitos sobre as feições morfológicas costeiras no litoral setentrional do Rio Grande do Norte

This thesis presents the results of application of SWAN Simulating WAves Nearshore numerical model, OF third generation, which simulates the propagation and dissipation of energy from sea waves, on the north continental shelf at Rio Grande do Norte, to determine the wave climate, calibrate and validate the model, and assess their potential and limitations for the region of interest. After validation of the wave climate, the results were integrated with information from the submarine relief, and plant morphology of beaches and barrier islands systems. On the second phase, the objective was to analyze the evolution of the wave and its interaction with the shallow seabed, from three transverse profiles orientation from N to S, distributed according to the parallel longitudinal, X = 774000-W, 783000-W e 800000-W. Subsequently, it was were extracted the values of directional waves and winds through all the months between november 2010 to november 2012, to analyze the impact of these forces on the movement area, and then understand the behavior of the morphological variations according to temporal year variability. Based on the results of modeling and its integration with correlated data, and planimetric variations of Soledade and Minhoto beach systems and Ponta do Tubarão and Barra do Fernandes barrier islands systems, it was obtained the following conclusions: SWAN could reproduce and determine the wave climate on the north continental shelf at RN, the results show a similar trend for the measurements of temporal variations of significant height (HS, m) and the mean wave period (Tmed, s); however, the results of parametric statistics were low for the estimates of the maximum values in most of the analyzed periods compared data of PT 1 and PT 2 (measurement points), with alternation of significant wave heights, at times overrated with occasional overlap of swell episodes. By analyzing the spatial distribution of the wave climate and its interaction with the underwater compartmentalization, it was concluded that there is interaction of wave propagation with the seafloor, showing change in significant heights whenever it interacts with the seafloor features (beachrocks, symmetric and asymmetric longitudinal dunes, paleochannel, among others) in the regions of outer, middle and inner shelf. And finally, it is concluded that the study of the stability areas allows identifications of the most unstable regions, confirming that the greatest range of variation indicates greater instability and consequent sensitivity to hydrodynamic processes operating in the coastal region, with positive or negative variation, especially at Ponta do Tubarão and Barra do Fernandes barrier islands systems, where they are more susceptible to waves impacts, as evidenced in retreat of the shoreline