Contexto da Utilização do Geoprocessamento na Geologia

Um aspecto importante que motivou esta linha de pesquisa é o fato de que, com o passar dos anos, o geoprocessamento tem-se firmado cada vez mais como ferramenta indispensável para a resolução de muitas questões geológicas. Geólogos em todo o mundo, nas mais diversas áreas de pesquisa, freqüentemente lançam mão do georrecurso. É crescente o número de publicações relacionadas à prospecção geológica, o mapeamento geológico, o monitoramento das atividades vulcânicas, das placas tectônicas, áreas de risco geotécnico, meio ambiente, entre muitos outros. Alguns fatos históricos do meio científico contribuíram para a afirmação desta tendência: a incorporação da banda 7 ao sistema Landsat5 em 1984 se deu em atendimento à comunidade geológica; a 32a edição do Congresso Internacional de

Geologia reserva para o Geoprocessamento maior espaço (em número de subseções) se comparada ao número destinado às seções temáticas tradicionais; e o lançamento do sistema ASTER -Advanced Spaceborne Thermal Emition and Reflection Radiometer, em dezembro de 1999, que confirma essa tendência de desenvolvimento do sensoriamento remoto para a geologia, visto que este sensor multiespectral, transição para hiperespectral, traz maior número de bandas na região do espectro de interesse para a geologia.

No caso específico do CPCO, este trabalho servirá também para organizar cadastros das pedreiras produtoras, vinculando às regiões de extração aos tipos pétreos produzidos, suas características tecnológicas.

Poderá também ser usado para a definição de áreas com potencial geológico favorável aos jazimentos com possível valor ornamental e ainda, no monitoramento do avanço e da abertura das frentes de lavras dos passíveis ambientais decorrentes das minerações, seja pelos empreendedores, seja pelos órgãos de gestão governamentais.

O geoprocessamento inclui procedimentos de coleta, tratamento, análise e representação de dados georreferenciados. Isto significa o emprego de ferramentas de sistema de posicionamento global (GPS), sensoriamento remoto, cartografia digital, SIG e geoestatística. A seguir serão abordados alguns desses recursos de interesse específico para o desenvolvimento desta pesquisa.

8.2 O Sistema de Informações Georreferenciadas – SIG

A escolha da denominação de “Sistema de Informações Georreferenciadas” (SIG) vem da tradução do termo Geographic Information System – (GIS), sendo esta a forma indicada nas bibliografias mais recentes. No entanto, outros autores preferem os termos Sistema de Informações Geográficas, Sistema Informativo Geográfico ou ainda Sistema de Informações Georreferenciadas. Os SIG`s são sistemas computacionais usados para a captura, salvamento, checagem, integração, manipulação, análise e disponibilização das informações relacionadas a posições específicas na superfície da terra. Normalmente, os SIG`s são amplamente utilizados para a confecção de mapas de diversos tipos, os quais podem estar representados através de planos de informação: camadas ou layers, nos quais cada Plano de Informação (PI) informa sobre um determinado tipo de feição. Os layers são organizados com

a finalidade de permitirem consultas, possibilitando, ainda, análises matemáticas, estatísticas, entre outras.

De acordo com Moura (2003), alguns Sistemas de Informações Geográficas ou Sistema Geográfico de Informações são montados com bases cartográficas digitais, associadas a bancos de dados alfanuméricos, sendo este o caso do SIG proposto para o CPCO.

De acordo com Richards (1995), o SIG é desenvolvido para executar operações relativas aos dados contidos em um banco de dados, de acordo com as especificações informadas pelo usuário. O SIG deve ser capaz de realizar operações de filtragem, transformação, classificação e outras, assim como exemplificado no QUADRO 6.

QUADRO 6

Relação das operações de manipulação de dados no SIG

- Overlay e interseção dos dados/polígonos; criação de máscara - Identificação de formas shapes

- Identificação de pontos e polígonos - Determinação de área

- Determinação de distância - Mapeamento Temático

- Cálculos de proximidade (caminhos mais próximos) - Procura pelo dado

- Procura por localização

- Procura por atributo (previamente definido) - Procura por similaridade

Fonte: Richards(modificado) , 1995.

8.3 Classes de Dados Geográficos

De acordo com Cordeiro et al. (1998), durante a “montagem” de um SIG, os dados geográficos devem ser separados em duas grandes classes: geo-campos e geo-objetos. Borges (2003) adota para a modelagem de dados geográficos a notação do Object Modeling

Techinique for Geographic Applications (OMT-G), seguindo a mesma separação para as classes. O modelo OMT-G apresenta um conjunto fixo de alternativas de representação geométrica, usando uma simbologia que distingue os geo-campos dos geo-objetos.

Os geo-campos, ou campos geográficos, representam a distribuição espacial de uma variável geográfica sobre uma região da superfície da Terra. Borges (2003), caracteriza os geo-campos como uma representação da distribuição espacial contínua de um fenômeno geográfico por sobre o espaço. Qualquer posição no espaço geográfico considerado, deverá compreender um valor da variável representada.

A autora explica que o modelo OMT-G define cinco classes descendentes do geo- campo: isolinhas, subdivisão planar, tesselação, amostras e rede triangular irregular (FIG. 49). Um exemplo de Geo-campo são as curvas de nível – qualquer ponto possui uma cota altimétrica.

FIGURA 49 - Classes descendentes do geo-campo Fonte: Borges, 2003.

Um geo-campo pode também ser caracterizado por:

- seu domínio, a descrição de uma dada região geográfica R;

- seu contra-domínio, que reflete o conjunto V de valores que podem ser assumidos pela variável geográfica.

Dependendo do contra-domínio, pode-se caracterizar as seguintes especializações para os geo-campos:

1- TEMÁTICO: um geo-campo temático caracteriza-se por um mapeamento no qual V é um conjunto finito enumerável de elementos que definem os temas de um geo-campo;

2- NUMÉRICO: um geo-campo numérico (também chamado de modelo numérico de terreno) tem como característica um mapeamento no qual V é um conjunto de valores reais;

3- DADO DE SENSOR REMOTO: chamado também (por abuso de linguagem) de imagem, é caracterizado por um mapeamento onde o contradomínio corresponde à quantização da resposta obtida por um sensor para uma região geográfica.

Entre os modos de representação do dado, pode-se optar pelo modelo de dados matricial (raster) ou vetorial. O sistema matricial será detalhado no estudo das imagens.

Os geo-objetos representam as entidades individuais do domínio geográfico que possuem atributos descritivos (usualmente armazenados em banco de dados convencionais), podendo assumir várias representações geométricas. Borges (2003) classifica os geo-objetos de acordo com a classificação do modelo OMT-G, a qualconsidera a existência de duas classes descendentes do geo-objeto.

De acordo com a autora (op. Cit.) “A classe geo-bjeto com geometria e geo-objeto

com geometria e topologia (FIG. 50). A classe geo-bjeto com geometria representa objetos que possuem apenas propriedades geométricas, e é especializada nas classes ponto, linha e objeto. A classe geo-objeto com geometria e topologia representa objetos que possuem, além das propriedades geométricas, propriedades de conectividade topológica, sendo especificamente voltadas para a representação de estruturas em redes tais como sistemas de abastecimento de água ou fornecimento de energia elétrica.”

FIGURA 50 - Exemplos de representações de geo-objetos com geometria Nota: (A) e geo-objetos com geometria e topologia (B).

8.3.1 Relacionamentos

De acordo com Borges (2005), o modelo OMT-G representa três tipos de relacionamentos entre suas classes:

i) – associação simples;

ii) – relacionamentos topológicos em rede; iii) - relacionamentos espaciais.

Discriminações desses relacionamentos, definem explicitamente o tipo de interação que ocorrem entre as classes.

Com base na autora (op cit.), tem-se “No modelo OMT-G, associações simples

são indicadas por linhas contínuas, enquanto relacionamentos espaciais são indicados por linhas pontilhadas. Isso torna fácil a distinção visual entre relacionamentos baseados em atributos alfanuméricos e baseados na localização e forma geométrica dos objetos. O nome do relacionamento é anotado sobre a linha, e uma seta usada para deixar clara a direção de leitura.

Os relacionamentos de rede são relacionamentos entre objetos que estão conectados uns com os outros. Relacionamentos de redes são indicados por duas linhas pontilhadas paralelas, entre as quais o nome do relacionamento é anotado. Os relacionamentos são em geral especificados entre uma classe de nós e uma classe de arcos, mas estruturas de rede sem nós podem ser definidas, especificando um relacionamento recursivo sobre uma classe de arcos.” A FIG. 51, representa esses relacionamento de classes.

FIGURA 51 - Relacionamento entre classe

Nota: (A) Associação simples, (B) Relacionamento espacial, (C) Relacionamento de rede arco-nó e (D) Relacionamento de rede arco-arco.