UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Relatório de Graduação (GLG0001)
REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA DE ELEMENTOS DA GEODIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE
Autor:
Robson Rafael de Oliveira
Orientador:
Prof. Dr. Marcos Antônio Leite do Nascimento
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Relatório de Graduação
REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA DE ELEMENTOS DA GEODIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE
ROBSON RAFAEL DE OLIVEIRA
Relatório de graduação apresentado ao Curso de Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito para a obtenção do grau de Bacharel em Geologia.
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Oliveira, Robson Rafael de.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte / Robson Rafael de Oliveira. - 2016.
123 f.: il.
Monografia (Relatório de graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências Exatas e da Terra, Departamento de Geologia.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio Leite do Nascimento.
1. Cartografia - Monografia. 2. Cartografia temática - Monografia. 3. Popularização das geociências - Monografia. 4. Geodiversidade - Monografia. 5. Espeleologia - Monografia. I. Nascimento, Marcos Antônio Leite do. II. Título.
À minha família, em especial minha mãe Rivaneide e minha irmã Raissa.
AGRADECIMENTOS
Ao fim dessa jornada tenho muitos agradecimentos a realizar, pois sem o apoio e a colaboração de diversas pessoas não teria conseguido atingir minhas metas e concluir este curso de graduação.
Primeiramente, agradeço a Deus por cada segundo presente em minha vida, por ser meu conselheiro, meu guia, meu refúgio, minha existência.
À minha família, em especial minha mãe Rivaneide e minha irmã Raissa, por todo apoio, compreensão e amor incondicional. Mãe, saiba que será sempre minha inspiração e meu exemplo, obrigado por todo esforço que fez para fornecer minha educação base e por tudo. Raissa, obrigado por todo apoio, pelos ensinamentos e pelo amor creditado. Desculpem-me pelos momentos de ausência ao longo de meu curso. Agradeço também ao meu pai, que apesar da distância tenho-o guardado em minhas memórias e no meu coração. Não posso esquecer da minha avó Francisca e tias que me acolheram por uma parte de minha infância e que me apoiaram em minhas decisões.
Ao antigo CEFET/RN, onde conheci pessoas maravilhosas e tive o prazer de me encantar com a Geologia.
À Universidade Federal do Rio Grande do Norte pelo ensino de qualidade e pela infraestrutura disponibilizada.
Aos meus amigos de longa data: Dilnara, Madson, Valeska e Wagner, pelo apoio, pelos grandes momentos compartilhados, risadas e por toda amizade creditada.
Aos meus amigos de turma: Ariane, Carlos, Frank, Gian, Karol A, Karol B, Natália, Helena, Marília, Mateus Araújo, Micael, Letícia, Luanna, Tyrone, Raí, Rodrigo e a todos que compuseram a turma de 2010 e os agregados de 2009. Sou grato por todos os aperreios compartilhados, assim como pelos momentos de descontração.
Manifesto também sinceros agradecimentos ao Prof. Dr. Marcos Antônio Leite do Nascimento pelos ensinamentos repassados, puxões de orelha, pela amizade, além da colaboração na orientação desse relatório. Espero que seus objetivos de tornar da Geologia uma língua universal seja alcançada.
Aos amigos do Laboratório de Geoquímica da UFRN, minha segunda casa: Profa. Raquel, Emerson, Leandro, Thiago, João Batista, Paulo, Ingrid e Dona Lindaura, por todos os ensinamentos, pela convivência e pelos vários cafés compartilhados.
Aos funcionários do DGEO/UFRN: Marconi, Nilda, Bombeiro, Fátima, Pedro, Tarsila. Aos tercerizados: Denilson, Itamar e Lea. Todos são peças fundamentais para o funcionamento das nossas atividades acadêmicas.
Aos grandes mestres: Profa. Valéria, Profa. Raquel, Profa. Débora, Profa. Marcela, Prof. Marcos, Prof. Galindo, Prof. Zorano, Prof. Laécio, Prof. Oliveira, Prof. Germano, Prof. Jaziel, Prof. Emanuel, Prof. Fernando César, Prof. Narendra, Prof. Sallet, Prof. Hilário, Prof. Venerando e Prof. Fernando Lins. Obrigado por todos os ensinamentos passados. Tenham certeza que influenciam na vida de muita gente.
Por fim, sou grato a todos aqueles que passaram em minha vida e que de alguma forma me fizeram quem sou hoje. Peço desculpas aos não citados nesse texto, seria preciso um livro para citar todos. Saibam que tenho todos guardados em minha memória.
“Me disseram que quem sonha alto o tombo é grande. Só que se esqueceram de me perguntar se eu tenho medo de cair”. Bob Marley
RESUMO
O presente trabalho teve como principal objetivo tornar acessível a linguagem geológica utilizada em mapas técnicos e representar cartograficamente, de forma simplificada e representativa, alguns elementos da geodiversidade do estado do Rio Grande do Norte. Isto será obtido por meio da manipulação e generalização dos dados geográficos contidos no Mapa Geológico do Estado do Rio Grande do Norte, escala 1:500.000, produzido em 2006. Para a confecção do material cartográfico simplificado, destaca-se o emprego do SIG como instrumento de integração e análise dos conhecimentos geológicos, espeleológicos e cartográficos. Destaca-se ainda a aplicação dos conceitos da cartografia temática, visando aplicar a melhor representação dos dados. Como produtos cartográficos tem-se o Mapa Geológico Simplificado do Estado do Rio Grande do Norte, escala 1:500.000, e o Mapa de Potencialidade de Ocorrência de Cavernas do Estado do Rio Grande do Norte, escala 1:1.000.000. Estes mapas encontram-se impressos e em formato digital no contexto de um Sistema de Informações Geográficas. Correlacionando as informações, observa-se que o Mapa de Potencialidade de Cavernas possui relação direta com o Mapa Geológico Simplificado. Os mapas produzidos, poderão ser utilizados por estudantes, pesquisadores, gestores e tomadores de decisões para compreender o meio físico (ou geodiversidade). Consequentemente, estes produtos permitirão uma conscientização da importância da compreensão do meio-físico para aplicação do desenvolvimento sustentável.
Palavras-chaves: cartografia temática, popularização das geociências, geodiversidade,
ABSTRACT
This paper aimed to make accessible the geological language used in technical maps and to represent cartographically, in a simplified and representative form, some elements of geodiversity of the Rio Grande do Norte state. This will be achieved through manipulation and generalization of spatial data contained in the Geological Map of the Rio Grande do Norte state, scale 1: 500,000, produced in 2006. To create the simplified cartographic material, it can be emphasized the use of GIS as a tool for integration and analysis of geological knowledge, speleological and cartographical. It also highlights the application of thematic cartography concepts, aiming to apply the best representation of the data. As cartographic products it was produced the Simplified Geological Map of the Rio Grande do Norte state, scale 1: 500,000, and the Map of Potential Occurrence of Caves of the Rio Grande do Norte state, scale 1: 1,000,000. These maps are available printed and digital format in a context of a Geographic Information System. Correlating the information, it is observed that the Map of Potential Caves has a direct relation to the Simplified Geological Map. The maps produced will be used by students, researchers, managers and decision-makers to understand the physical environment (or geodiversity). Consequently, these products enable an awareness of the importance of understanding the physical environment for the implementation of sustainable development.
Keywords: thematic cartography, popularization of geosciences, geodiversity,
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 – Mapa de localização e infraestrutura rodoviária da área de estudo ... 4
Figura 2.1 – Obras publicados na temática geodiversidade. a) “Geodiversity: Valuing and conserving abiotic nature” de autoria de Murray Gray em 2004; b) “Sítios Geológicos e Paleontológicos do Brasil” publicado pelo Comissão Brasileira de Sítios Geológicos e Paleobiológicos (SIGEP) de Schobbenhaus et al., (2002); c) “Geodiversidade, geoconservação e geoturismo: Trinômio importante para a proteção do patrimônio geológico” de autoria de Nascimento e colaboradores em 2008; d) “Geodiversidade do Brasil: Conhecer o passado para entender o presente e prever o futuro” de autoria de Silva (2008) ... 8
Figura 2.2 – Interatividade entre a Geodiversidade e suas áreas aplicações. Fonte: Silva, 2008 ... 9
Figura 2.3 – Componentes de um SIG ... 13
Figura 2.4 – Universo de representação de dados geográficos em um software de SIG. Destacam-se os dados gráficos e os dados alfanuméricos ... 14
Figura 2.5 – Universo de representação de dados geográficos nos modelos matricial e vetorial. Para o modelo matricial, cada pixel representa uma informação do espaço: F:
Forest; R: River; H: House; O: no information. Enquanto que no vetorial cada entidade
é representada por figuras geométricas. Fonte: Davis, 1996 ... 16
Figura 2.6 – Organização de dados alfanuméricos em linhas (entidade geográfica) e colunas (atributos). Para o exemplo, tem-se informações acerca da litoestratigrafia (nome, hierarquia, idade, eon) de determinada área ... 17
Figura 2.7 - Quadro de Variáveis Visuais seguindo o modo de implantação, modo de visualização e modo de percepção. Fonte: Joly (2005) ... 21
Figura 2.8 – Representação de fenômenos através de mapas temáticos. a) Mapa de fenômenos qualitativos. Ex: distribuição de shoppings centers do Brasil; b) Mapa de fenômenos ordenados. Ex: densidade população/km2 do Brasil; c) Mapa de fenômenos quantitativos. Ex: Mapa de distribuição da população no Brasil. Fonte: Archela e Théry, 2008 ... 22
Figura 2.9 – Perfil esquemático do sistema cárstico, compreendendo o carste superficial, o epicarste e o caste subterrâneo (cavidades naturais). Fonte: Piló e Auler (2011) ... 24
Figura 2.10 – Mapa do Brasil exibindo as principais litologias que apresentam cavidades naturais. As áreas pretas representam as rochas calcárias, enquanto que as laranjas as rochas quatzíticas. Os pontos triagulares representam ocorrência de cavidade em áreas carbonáticas de pequena extensão, os quadrados as ocorrências em outras litologias (arenitos, granitos, gnaisses) e a estrela vermelha são áreas que apresentam cavidades em rochas ferríferas. Fonte: Piló e Auler (2011) ... 26
Figura 2.11 – Mapa de Potencialidade de Ocorrência de Cavernas do Estado do Rio Grande do Norte. Na legenda, tem-se as cores: Laranja avermelhado: Muito Alto; Laranja cenoura: Alto; Amarelo pálido: Médio; Cinza: Baixo. Fonte: Cruz et al., 2010. ... 27
Figura 2.12 – Grau de potencialidade de ocorrência de cavernas de acordo com a litologia (JANSEN et al., 2012)... 28
Figura 2.13 – Mapa de Potencialidade de Ocorrência de Cavernas no Brasil, na escala 1:2.500.000 (JANSEN et al., 2012) ... 28
Figura 3.1 – Arcabouço tectônico da Província Borborema, exibindo os principais elementos estruturais e alguns de seus domínios geológicos-tectônicos. DMC: Domínio Médio-Coreaú; DRN: Domínio Rio Grande do Norte; DCC: Domínio Ceará-Central. Modificado de Bizzi et al., 2003 ... 32
Figura 3.2 – Arcabouço geológico do estado do Rio Grande do Norte, exibindo seus três principais domínios limitados pelas zonas de cisalhamento dextrais. Modificado de Bizzi et al.,2003 ... 33
Figura 4.1 – Fluxograma sistemático das atividades realizadas durante o desenvolvimento desse trabalho ... 42
Figura 4.2 – Recorte do Mapa Geológico do Estado do Rio Grande do Norte, confeccionado na escala 1:500.000 e elaborado pela CPRM. Fonte: Angelin et al., 2006 ... 44
Figura 4.3 – Janela de atributos dos objetos espaciais geológicos do RN... 46
Figura 4.4 – Função “Merge” utilizada na fusão das entidades espaciais ... 47
Figura 4.5 – Tabela cronoestratigráfica internacional utilizada na elaboração do mapa de eras geológicas. Fonte: Cohen et al., 2016 ... 49
Figura 4.6 – Grau de potencialidade de ocorrência de cavernas de acordo com a litologia (JANSEN et al., 2012) ... 50
Figura 4.7 – Mapa de Potencialidade de Ocorrência de Cavernas no Brasil, na escala 1:2.500.000 (JANSEN et al., 2012) ... 51
Figura 4.8 – Inserção do atributo Grau_Pot para classificar as unidades geológicas do estado do RN ... 52
Figura 5.1 – Mapa Geológico Simplificado do Estado do Rio Grande do Norte produzido em escala 1:500.000 ... 56
Figura 5.2 – Comparação entre o empilhamento litoestratigráficos do Mapa Geológico da CPRM e das unidades propostas para o mapa simplificado (Adaptado de Angelim et
al., 2006) ... 57
Figura 5.3 – Composição do estado do Rio Grande do Norte de acordo com a segmentação proposta por este trabalho ... 58
Figura 5.4 – Distribuição das subclasses propostas para o RN. Sendo, 1- Rochas metamórficas ortoderivadas; 2- Rochas metamórficas ortoderivadas paleoproterozoicas; 3- Rochas metamórficas paraderivadas neoproterozoicas; 4- Rochas ígneas plutônicas neoproterozoicas a cambrianas; 5- Vulcanismo mesozoico; 6- Rochas sedimentares siliciclásticas do mesozoico; 7- Rochas sedimentares carbonáticas do mesozoico; 8- Vulcanismo cenozoico; 9- Coberturas sedimentares consolidadas do paleogeno; e 10- Coberturas sedimentares inconsolidadas do neogeno ... 59
Figura 5.5 – Unidades que compõem o grupo Embasamento pré-cambriano e plutonismo neoproterozoico a cambriano ... 60
Figura 5.6 – Litotipo característico da unidade rochas metamórficas ortoderivadas arqueanas. Trata-se de um ortognaisse migmatizado do Complexo Presidente Juscelino. Foto: Ana Karoline Bezerra, 2011 ... 61
Figura 5.7 – Um dos fragmentos mais antigo da plataforma sul-americana denominado de Serra Caiada, com 3,3 Ga (Souza et al., 2016). Foto: Assis Barbosa, sem data ... 61
Figura 5.8 – Ortognaisse típico do Complexo Caicó, exibindo bandamento gnáissico dobrado. Foto: Marilia Barbosa, 2012 ... 62
Figura 5.9 – Augen gnaisse da Suíte Poço da Cruz exibindo feldspatos (cor salmão) em formato elíptico centimétrico. Foto: Robson Rafael, 2013 ... 62
Figura 5.10 – Micaxisto da Formação Seridó intensamente dobrado. Foto: Robson Rafael, 2013 ... 62
Figura 5.11 – Mármore bandado/dobrado da Formação Jucurutu em pedreira. Foto: Marilia Barbosa, 2016 ... 62
Figura 5.12 – Feições de mistura entre as rochas da Suíte Itaporanga (cinza claro) e as rochas da Suíte São João do Sabugi. Foto: Marcos Nascimento, 2010 ... 63
Figura 5.13 – Fenocristais de feldspato potássico encontrados nas rochas do batólito de Monte das Gameleiras. Foto: Marcos Nascimento, 2010 ... 63
Figura 5.14 – Unidades que compõem o grupo Bacias sedimentares cretáceas e vulcanismo mesocenozoico ... 64
Figura 5.15 – Diques de basalto do Rio Ceará Mirim (preto) cortando rochas do embasamento cristalino (cinza claro). Foto: Marilia Barbosa, 2013 ... 65
Figura 5.16 – Conglomerado polimítico e polimodal dos terraços da Formação Açu. Foto: Ana Karoline Bezerra, 2011 ... 65
Figura 5.17 – Arenito fino da Formação Açu exibindo alternâncias de camadas claras e vermelhas. Foto: Alana Régia Dantas, 2015 ... 65
Figura 5.18 – Calcarenito da Formação Jandaíra exibindo estruturas de carstificação. Foto: Micael Batista Damasceno, 2016 ... 66
Figura 5.19 – Unidades que compõem o grupo Coberturas sedimentares e vulcanismo cenozoico ... 67
Figura 5.20 – Pico do Cabugi, ao fundo, trata-se de um neck vulcânico oriundo do vulcanismo Macau. Foto: Ana Karoline Bezerra, 2015 ... 67
Figura 5.21 – Falésias litorâneas da Barreira do Inferno, as quais são constituídas por arenitos em tons creme avermelhados e arenitos ferruginosos (beachrocks) de cor escura. Sobre eles assentam as coberturas inconsolidadas do neogeno. Foto: Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI), sem data ... 68
Figura 5.22 – Dunas vegetadas que constituem a figura turística Morro do Careca, na Praia de Ponta Negra da cidade do Natal/RN. Foto: Viaje aqui Abril, sem data ... 69
Figura 5.23 – Dunas do Rosado em Porto do Mangue. Estas dunas abrangem mais de 10 quilômetros quadrados de extensão e possui vários tons de rosa nas suas areias. Foto: Viaje aqui Abril, sem data ... 69
Figura 5.24 – Mapa de Eras Geológicas do estado do Rio Grande do Norte ... 70
Figura 5.25 – Mapa de Classes de Rochas do estado do Rio Grande do Norte ... 71
Figura 5.26 – Mapa de Domínios Geomorfológicos do estado do Rio Grande do Norte. Fonte: Dantas e Ferreira, 2010 ... 72
Figura 5.27 – Mapa de Padrões de Relevo do estado do Rio Grande do Norte. Fonte: Dantas e Ferreira, 2010 ... 73
Figura 5.28 – Esboço geológico do estado do Rio Grande do Norte. Fonte: Filipe e Carvalho, 2006 ... 74
Figura 5.29 – Comparação entre produtos cartográficos da CPRM (ANGELIM et al., 2006) (A) e produtos cartográficos deste trabalho (B) ... 75
Figura 5.30 – Comparação entre produtos cartográficos da CPRM (ANGELIM et al., 2006) (A) e produtos cartográficos deste trabalho (B) ... 75
Figura 5.31 – Mapa geológico simplificado dos EUA, escala 1:7.500.000. Neste mapa, leva-se em consideração o tipo rochoso e a idade. Fonte: Reed e Bush, 2004... 76
Figura 5.32 – Mapa Geológico Simplificado do Brasil, na escala 1:6.000.000. Neste mapa, leva-se em consideração os grandes grupos de rochas e suas subdivisões. Fonte: Santos et al., 2015 ... 77
Figura 5.33 – Detalhe do estado do Rio Grande do Norte extraído do Mapa Geológico Simplificado do Brasil. Em salmão, terrenos com predomínio de rochas metamórficas, em vermelho, tem-se os terrenos com predomínio de rochas ígneas intrusivas, em
creme, tem-se terrenos com predomínio de rochas sedimentares e em amarelo tem-se as coberturas sedimentares recentes. Fonte: Santos et al., 2015 ... 77
Figura 5.34 – Mapa geológico simplificado do estado do Rio de Janeiro. Neste mapa, leva-se em consideração os tipos rochosos. Fonte: Mansur, 2004 ... 78
Figura 5.35 - Mapa Geológico Simplificado do estado de Rondônia. Fonte: Iza e Costa, 2010 ... 78
Figura 5.36 – Mapa de Potencialidade de Cavernas do Estado do Rio Grande do Norte produzido em escala 1:1.000.000 ... 80
Figura 5.37 – Distribuição do território potiguar nos graus de potencialidade de ocorrência de cavernas... 79
Figura 5.38 – Abrangência do grau de potencialidade Muito Alto no Rio Grande do Norte ... 81
Figura 5.39 – Cavidade natural integrante do Parque Nacional Furna Feia, localizado na cidade de Baraúnas/RN. Foto de Marcelino Neto, 2012 ... 82
Figura 5.40 – Abrangência do grau de potencialidade Alto no Rio Grande do Norte ... 82
Figura 5.41 – Cavidade natural em mármore representante da Casa de Pedra em Martins/RN. Foto de Elias Medeiros, 2012. ... 83
Figura 5.42 – Abrangência do grau de potencialidade Alto no Rio Grande do Norte ... 84
Figura 5.43 – Gruta dos pingos, cavidade em arenitos da Formação Açu. Foto: Nelson Dantas, 2015 ... 84
Figura 5.44 – Abrigo da pedra no chinelo em Parelhas. Foto: Irma Vidal, 2002 ... 84
Figura 5.45 – Abrangência do grau de potencialidade Baixo no Rio Grande do Norte ... 85
Figura 5.46 – Furna das andorinhas, cavidade em Granito em Acari/RN ... 85
Figura 5.47 – Abrangência do grau de potencialidade Ocorrência improvável no Rio Grande do Norte ... 86
Figura 5.48 – Mapa de Potencialidade de Ocorrência de Cavernas do Estado do Rio Grande do Norte. Na legenda, tem-se as cores: Laranja avermelhado: Muito Alto; Laranja cenoura: Alto; Amarelo pálido: Médio; Cinza: Baixo. Fonte: Cruz et al., 2010 ... 88
Figura 5.49 – Mapa de potencialidade de cavernas do RN proposto por este trabalho ... 89
Figura 5.50 – Mapa de potencialidade de cavernas do RN, extraído do Mapa elaborado para o Brasil (JANSEN et al., 2012) ... 90
Figura 5.52 – Comparação das potencialidades de grau muito alto e alto entre o mapa de Jansen et al., 2012 (A) e o mapa proposto neste trabalho (B) ... 91
Figura 5.53 – Comparação das potencialidades de grau alto e muito alto entre o mapa de Jansen et al., 2012 (A) e o mapa proposto neste trabalho (B) ... 92
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Estimativa do potencial espeleológico brasileiro em relação ao número de cavidades naturais conhecidas e suas litologias ... 25
Tabela 4.1 – Classificação das unidades tomando por base os campos “Litotipo 1” e Litotipo 2” do banco de dados geológicos de Angelin (2006). ... 52
Tabela 5.1 – Distribuição de ocorrência de cavidades naturais nos diferentes litotipos ... 87
Tabela 5.2 – Distribuição de ocorrência de cavidades naturais por município do RN... 87
Tabela 5.3 – Comparação entre as unidades adotadas por Cruz et al. (2007) e Oliveira e Nascimento (2016) para a potencialidade de cavernas do estado do Rio Grande do Norte .... 88
Tabela 5.4 – Comparação entre as unidades adotadas por Jansen et al. (2012) e Oliveira e Nascimento (2016) para a potencialidade de cavernas do estado do Rio Grande do Norte ... 89
ABREVIATURAS
CAD – Computer Aided Design
CECAV – Centro Nacional de Pesquisa e Conservação de Cavernas CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
CPRM – Serviço Geológico do Brasil
GILGES – Global Indicative List of Geological Sites GIS – Geographical Information System
GPS – Sistema de Posicionamento Global
IDEMA - Instituto de Desenvolvimento Econômico e Meio Ambiente INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espacias
MDT - Modelo Digital de Terreno
SIG – Sistema de Informações Geográficas
UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte
SUMÁRIO AGRADECIMENTOS ... i EPÍGRAFE ... iii RESUMO ... iv ABSTRACT ... v LISTA DE FIGURAS ... vi LISTA DE TABELAS ... xi ABREVIATURAS ... xii 1. INTRODUÇÃO ... 2 1.1. APRESENTAÇÃO ... 2 1.2. JUSTIFICATIVAS ... 2 1.3. OBJETIVO GERAL ... 3 1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 3
1.5. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ... 4
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 6
2.1. CONSCIÊNCIA E PROTEÇÃO DO MEIO ABIÓTICO ... 6
2.1.1. Geodiversidade ... 7
2.1.1.1. Patrimônio geológico ... 9
2.1.2. Geoconservação ... 10
2.2. MANIPULAÇÃO E REPRESENTAÇÃO DA INFORMAÇÃO ESPACIAL ... 11
2.2.1. Geoprocessamento e Sistema de Informações Geográficas (SIG ... 11
2.2.2. Tradução do mundo real para o ambiente computacional ... 14
2.2.2.1. Dados geográficos ... 14
2.2.2.1.1. Dados gráficos (espaciais) ... 15
2.2.2.1.2. Dados não-gráficos ou alfanuméricos ... 16
2.2.2.2. Modelagem de dados espaciais... 17
2.2.3. Cartografia e sua utilização em um SIG ... 18
2.2.3.1. Cartografia Sistemática ... 18
2.2.3.2. Cartografia Temática ... 19
2.2.3.2.1. Composição de mapas temáticos ... 20
2.2.3.2.2. Tipos de mapas temáticos ... 21
2.3. SISTEMA CÁRSTICO ... 23
2.3.1.1. Cartografia e classificação do sistema cárstico do Brasil ... 26
2.3.1.2. Conservação do Patrimônio Espeleológico ... 29
3. CONTEXTUALIZAÇÃO GEOLÓGICA ... 31
3.1. ARCABOUÇO GEOLÓGICO E TECTÔNICO DA PROVÍNCIA BORBOREMA ... 31
3.2. CONTEXTO GEOLÓGICO DO RIO GRANDE DO NORTE ... 33
3.2.1. Unidades precambrianas ... 34
3.2.1.1. Domínio São José do Campestre ... 34
3.2.1.2. Domínio Jaguaribeano ... 35
3.2.1.3. Domínio Rio Piranhas-Seridó ... 35
3.2.1.3.1. Embasamento paleoproterozoico ... 36
3.2.1.3.2. Supracrustais neoproterozoicas ... 36
3.2.1.4. Plutonismo Brasiliano ... 36
3.2.2. Unidades Cretáceas ... 37
3.2.2.1. Bacias sedimentares cretáceas ... 37
3.2.2.2. Magmatismo básico mesocenozoico ... 38
3.2.3. Unidades do Cenozoico ... 38
4. MATERIAIS, MÉTODOS E TÉCNICAS ... 41
4.1. MATERIAIS ... 41
4.2. MÉTODOS E TÉCNICAS ... 41
4.2.1. Revisão bibliográfica ... 42
4.2.2. Levantamento cartográfico ... 42
4.2.3. Criação de base de dados geográficos ... 43
4.2.4. Confecção dos mapas temáticos ... 43
4.2.4.1. Mapa Geológico Simplificado do Estado do Rio Grande do Norte e seus encartes ... 43
4.2.4.1.1. Quadro principal ... 43
4.2.4.1.2. Quadros secundários ... 48
4.2.4.2. Mapa de Potencialidade de Ocorrência de Cavernas do Estado do Rio Grande do Norte ... 50
4.2.5. Análise dos mapas produzidos e confecção do relatório de graduação ... 53
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 55
5.1. MAPA GEOLÓGICO SIMPLIFICADO DO RIO GRANDE DO NORTE E SEUS ENCARTES ... 55
5.1.1.1. Embasamento pré-cambriano e plutonismo neoproterozoico ... 60
5.1.1.1.1. Rochas metamórficas ortoderivadas arqueanas ... 61
5.1.1.1.2. Rochas metamórficas ortoderivadas paleoproterozoicas ... 61
5.1.1.1.3. Rochas metamórficas paraderivadas neoproterozoicas ... 62
5.1.1.1.4. Rochas ígneas plutônicas neoproterozoicas a cambrianas ... 63
5.1.1.2. Bacias sedimentares crétaceas e vulcanismo associado ... 63
5.1.1.2.1. Rochas vulcânicas mesozoicas ... 64
5.1.1.2.2. Rochas sedimentares siliciclásticas mesozoicas ... 65
5.1.1.2.3. Rochas sedimentares carbonáticas mesozoicas ... 66
5.1.1.3. Coberturas sedimentares e vulcanismo cenozoico ... 66
5.1.1.3.1.Vulcanismo cenozoico ... 67
5.1.1.3.2. Coberturas sedimentares consolidadas do paleogeno ... 68
5.1.1.3.3. Coberturas sedimentares inconsolidadas do neogeno ... 68
5.1.1.4. Estruturas tectônicas ... 69
5.1.2. Quadros secundários ... 69
5.1.2.1. Mapa de Eras Geológicas ... 69
5.1.2.2. Mapa de Classes de Rochas ... 70
5.1.2.3. Mapa de Domínios Geomorfológicos ... 71
5.1.2.4. Mapa de Padrões de Relevo ... 72
5.1.3. Análise do conjunto de mapas confeccionados ... 73
5.2. MAPA DE POTENCIALIDADE DE CAVERNAS DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE ... 79
5.2.1. Descrição dos graus de potencialidade ... 81
5.2.1.1. Grau de potencialidade Muito Alto ... 81
5.2.1.2. Grau de potencialidade Alto ... 82
5.2.1.3. Grau de potencialidade Médio ... 83
5.2.1.4. Grau de potencialidade Baixo... 84
5.2.1.5. Grau de potencialidade Ocorrência improvável ... 86
5.2.2. Dados geoespacializados de cavernas ... 86
5.2.3. Análise do material produzido ... 87
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS E RECOMENDAÇÕES ... 94
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 96
INTRODUÇÃO
Representação Cartográfica de Elementos da
Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 2 1. INTRODUÇÃO
1.1. APRESENTAÇÃO
Esta monografia apresenta os resultados obtidos do ajuste da representação gráfica de informações de cunho geológico do estado do Rio Grande do Norte. Para tanto, utilizou-se técnicas de geoprocessamento, SIG e cartografia temática. Este trabalho corresponde ao requisito obrigatório, Relatório de Graduação (GLG0001), exigido pelo curso de Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) para conclusão e obtenção do título de Bacharel em Geologia.
1.2. JUSTIFICATIVAS
Devido os atuais padrões consumistas, o ambiente natural tem sido explorado de modo desordenado e acelerado. Isto tem causado instabilidade dos seus sistemas de sustentação e ocasionado problemas ambientais e transtornos socioeconômicos. Frente a isto, nas últimas décadas, diversos ramos da ciência têm aliado forças para poder equacionar os problemas ambientais e propor medidas que garantam um desenvolvimento sustentável. Dentre estes ramos, têm-se as Geociências, que se preocupam em compreender o meio físico e seus processos (BORGES, 2013).
O conhecimento do meio físico (também conhecido como geodiversidade) nos leva a identificar, de maneira mais segura, as aptidões e restrições de uso dos recursos naturais abióticos, bem como os impactos advindos de seu manejo inadequado. Além disso, ampliam-se as possibilidades de melhor conhecer os recursos minerais, os riscos geológicos e as paisagens naturais inerentes a uma determinada região composta por tipos específicos de rochas, relevo, solos e clima (PFALTZGRAFF e TORRES, 2010).
Neste panorama, as Geociências constituem as ferramentas básicas para a execução e implementação do desenvolvimento sustentável. No entanto, observa-se que estes ramos da ciência ainda são pouco difundidos e compreendidos pela sociedade em geral. Isto ocorre, em sua maior parte, pela falta de uma comunicação eficiente e significativa entre a sociedade e estas temáticas. Visto que, boa parte do conteúdo disponibilizado ou apresenta simplificação demasiada ou fornece informações muito complexas para serem utilizadas pelo público em geral.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 3 Como exemplo, o objeto de estudo deste trabalho, o estado do Rio Grande do Norte, situado na porção oriental do Nordeste do Brasil, apresenta sua geologia representada de dois modos extremos: o primeiro, contida em atlas escolares e livros didáticos, apresenta uma expressiva generalização do território, enquanto que o segundo, contido em trabalhos técnicos, apresenta uma complexa rede de informações.
Desta forma, a representação gráfica dos elementos da geodiversidade (obtidas por meio das informações geológicas) do estado do Rio Grande do Norte permitirá tornar a Geologia uma ciência mais acessível a sociedade, possibilitando o uso do banco de dados criado na educação, gestão territorial por parte de instituições governamentais e não governamentais e proteção ambiental.
1.3. OBJETIVO GERAL
O presente trabalho tem como principal objetivo simplificar, mantendo significativa
representatividade, a linguagem e a representação geológica utilizada em mapas técnicos para o estado do Rio Grande do Norte. Desta maneira, pretende-se estabelecer uma comunicação visual eficiente em mapas de cunho geológico para com leitores de diversas áreas. Com isto permitir a popularização do conhecimento geológico e valorizar a importância do meio físico.
1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
O trabalho tem como objetivos específicos: (i) elaborar documentação cartográfica e bibliográfica simplificada de elementos da geodiversidade do estado do Rio Grande do Norte, de modo a permitir uma melhor leitura, interpretação e uso de tais elementos pelo público em geral; (ii) produzir banco de dados em plataforma SIG para serem utilizados em atividades de compreensão, planejamento e gestão do meio físico; (iii) fornecer material para promover preservação de locais de interesse geológico; e (iv) melhorar o mapa temático existente sobre as potencialidades encontradas no estado para a ocorrência de cavidades naturais, de modo a auxiliar no manejo dos elementos da espeleologia, além de alertar os órgãos ambientais para proteção do segmento.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 4 1.5. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo, o estado do Rio Grande do Norte, está localizado na região Nordeste do Brasil, tendo como limites o Oceano Atlântico a norte e a leste, a Paraíba ao sul e o Ceará a oeste (Figura 1.1).
O território norte-rio-grandense localiza-se, mais precisamente, no hemisfério sul ocidental e seus pontos extremos são limitados pelos paralelos de 4°49’53” e 6° 58’57” de latitude sul, e pelos meridianos de 34°58’03”e 38°36’12” oeste de Greenwich. A distância entre os pontos extremos do Norte-Sul é de 233 km e entre os pontos extremos Leste-Oeste, 403 km (IDEMA, 2000).
FUNDAMENTAÇÃO
TEÓRICA
Representação Cartográfica de Elementos da
Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 6 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. CONSCIÊNCIA E PROTEÇÃO DO MEIO ABIÓTICO
Nas últimas décadas, frente a problemática ambiental advinda do crescimento populacional acelerado e do consumo desorganizado dos bens naturais, surgem várias áreas do conhecimento tendo como prioridade promover a conservação da Natureza.
Porém, essa preocupação não engloba de maneira igualitária todos os componentes do meio ambiente. Brilha (2005) enfatiza que a abordagem tradicional à temática Conservação da Natureza contempla, essencialmente, aspectos e preocupações à biodiversidade. Enquanto às questões relativas ao meio físico (geodiversidade), na maioria das vezes, são omitidas. Sendo que, a geodiversidade constitui o suporte essencial para a biodiversidade, necessitando, desta forma, de tratamento equitativo.
Nascimento et al. (2008) corroboram com essa visão apontando que para trabalhar a questão ambiental é necessário uma integração dos vários aspectos naturais (químicos, físicos, biológicos e geológicos), os quais deixaram evidências no planeta Terra e que de certa forma influenciam o futuro da humanidade.
Diante deste cenário, neste início de século, vários países, especialmente os europeus e asiáticos, começaram a desenvolver iniciativas de conservação de feições geológicas significativas que ajudam no entendimento da evolução e dos processos geológicos. Para Nascimento et al., (2008), as primeiras iniciativas centram maior atenção na necessidade de inventariar os sítios geológicos existentes em cada país e de promover o seu reconhecimento como patrimônio da humanidade.
Embora os europeus tenham começado a discutir e aplicar esses conceitos desde a década de 1950 (PROSSER, 2008), no Brasil, a temática somente começou a aflorar com expressividade em 1997, com a criação da Comissão Brasileira dos Sítios Geológicos e Paleobiológicos (SIGEP). Este grupo tem catalogado, desde então, sítios geológicos de excepcional valor universal e que compõem a Lista Indicativa Global de Sítios Geológicos ou GILGES (Global Indicative List of Geological Sites), sendo esta última de responsabilidade do Comitê do Patrimônio Mundial da United Nations Educational, Scientific and Cultural
Organization (UNESCO) (SCHOBBENHAUS et al., 2002).
Considerando-se que o Brasil possui uma vasta extensão territorial e ampla geodiversidade, supõe-se um futuro promissor no tocante ao inventário e à conservação do seu patrimônio geológico. Apesar de que, atualmente, as iniciativas no país são discretas e o
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 7 número de pesquisadores tratando do tema é limitado. No âmbito legal, por exemplo, não existe ainda uma lei que possa ser aplicada diretamente à geodiversidade do país (SANTOS, 2010).
Vale ressaltar que a eficiência da Gestão do patrimônio natural depende da garantia de sua proteção e de sua acessibilidade ao grande público (HALL e MCARTHUR, 1996). Neste contexto, recentemente, com o intuito de incrementar o geoturismo no Brasil, alguns órgãos governamenais têm se esforçado para difundir esta temática, como por exemplo, a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), o Serviço Geológico do Brasil - com a realização dos mapas nacional e estaduais de geodiversidade, lançamento de propostas de territórios para criação de geoparques, além do fomento de outras atividades.
2.1.1. Geodiversidade
O termo “geodiversidade” começou a ser divulgado na década de 1990 por geólogos e geomorfologos para descrever a variedade do meio abiótico. Provavelmente, o termo tenha surgido na Austrália em 1993 em estudos de conservação geológica e geomorfológica (GRAY, 2004).
Stanley (2000), em seu artigo denominado “Geodiversity”, define o termo como “a variedade de ambientes geológicos, fenômenos e processos ativos que dão origem a paisagens, rochas, minerais, fósseis, solos e outros depósitos superficiais que são o suporte para a vida na Terra”. Esta definição também foi adotada pela Royal Society for Nature
Conservation do Reino Unido em seu relatório informativo de Ciência da Terra de 2001.
Mesmo frente a toda esta sua significância, em comparação com a biodiversidade, o meio abiótico ainda não possui a merecida atenção por parte da comunidade científica. A exemplo dessa percepção, o primeiro livro dedicado ao tema só foi publicado em 2004, na Inglaterra, pelo professor Murray Gray e intitulado Geodiversity: valuing and conserving
abiotic nature (Figura 2.1a). Nesta obra, Gray (2004) define o termo Geodiversidade como
sendo “a variedade natural de aspectos geológicos (minerais, rochas e fósseis), geomorfológicos (formas de relevo, processos) e do solo. Incluindo suas coleções, relações, propriedades, interpretações e sistemas”.
No Brasil, em 2002, lançou-se o livro Sítios Geológicos e Paleontológicos do Brasil (SCHOBBENHAUS et al., 2002) (Figura 2.1b), que pauta nosso patrimônio geológico, porém tangencia a geodivesidade. Apenas em 2008, publica-se o primeiro livro de caráter conceitual denominado Geodiversidade, Geoconservação e Geoturismo: trinômio importante para a
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 8 proteção do patrimônio geológico de Nascimento et al. (Figura 2.1c) e também o livro conceitual-descritivo da geodiversidade do Brasil (Figura 2.1d) (SILVA, 2008).
Mas porque estudar esta temática? Conhecer a geodiversidade de uma área permite identificar as aptidões e restrições de uso do seu meio físico, bem como os impactos advindos de seu uso inadequado. Além disso, ampliam-se as possibilidades de melhor registrar e compreender os recursos naturais, os riscos geológicos, as paisagens naturais inerentes a uma determinada região e todos os fenômenos atrelados ao meio físico. Em outras palavras, obtém-se um diagnóstico do meio físico e de sua capacidade de suporte para subsidiar atividades produtivas, além de fornecer bases de informações para serem aplicada em diversas áreas (Figura 2.2).
Com o intuito de tornar mais tangível a geodiversidade, diversos autores propuseram a atribuição de valores, além do já arraigado valor econômico, aos elementos da geodiversidade. Estes valores já haviam sido adotados por Sharples (2002), são eles: valores intrínsecos, ecológicos e antropocêntricos. Posteriormente, Gray (2004) amplia esses valores, atualizando para intrínseco, cultural, estético, econômico, funcional, cientifico e educativo. E mais recentemente Gray (2013) atualiza esses valores associando-os àqueles baseados nos serviços do ecossistema. O autor atualizou sua definição de valores para a geodiversidade com enfoque nos serviços do ecossistema abiótico, a partir dos serviços do ecossistema definidos pela MA (Millenium Ecosystem Assessment). A nova classificação passa a ter um valor maior, chamado de intrínseco, cinco serviços, de provisão, regulação, culturais e de suporte, a partir da classificação da MA, sendo adicionado um serviço, o de conhecimento. Figura 2.1 – Obras publicados na temática geodiversidade. a) “Geodiversity: Valuing and conserving abiotic
nature” de autoria de Murray Gray em 2004; b) “Sítios Geológicos e Paleontológicos do Brasil” publicado
pelo Comissão Brasileira de Sítios Geológicos e Paleobiológicos (SIGEP) de Schobbenhaus et al., (2002); c) “Geodiversidade, geoconservação e geoturismo: Trinômio importante para a proteção do patrimônio
geológico” de autoria de Nascimento e colaboradores em 2008; d) “Geodiversidade do Brasil: Conhecer o passado para entender o presente e prever o futuro” de autoria de Silva (2008).
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 9 Vinte e cinco bens e processos derivados da geodiversidade são relacionados por Gray (2013) a esses serviços. Detalhes também podem ser vistos em Hjort et al. (2015). Estes autores mostram que a importância da geodiversidade para os serviços ecossistêmicos se dá não somente porque o meio abiótico é o habitat dos seres bióticos.
Figura 2.2 – Interatividade entre a Geodiversidade e suas áreas aplicações. Fonte: Silva, 2008.
2.1.1.1. Patrimônio geológico
A expressão patrimônio geológico refere-se a uma porção específica da geodiversidade que apresenta características especiais e que, por conseguinte, deve ser conservado (NASCIMENTO et al., 2008).
Segundo Muñoz (1988), o patrimônio geológico é constituído por recursos geológicos e culturais, ou seja, recursos não renováveis de índole cultural, que contribuem para o reconhecimento e interpretação dos processos geológicos que modelaram o planeta Terra, que podem ser caracterizados de acordo com seu valor (científico, didático), pela sua utilidade (científica, pedagógica, museológica, turística) e pela sua relevância (local, regional, nacional e internacional).
Para Brilha (2005), o patrimônio geológico compreende: “o conjunto de geossítios (ou locais de interesse geológico) inventariados e caracterizados de uma dada região”, sendo os geossítios locais bem delimitados geograficamente, onde ocorrem um ou mais elementos da geodiversidade com singular valor do ponto de vista científico, pedagógico, cultural, turístico, ou outro”.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 10 Mantenesso-Neto (2010) destaca a complexidade da definição do patrimônio geológico, haja vista que além de tratar de áreas especiais, inclui aspectos como legislação, eventuais áreas com algum tipo de proteção por instituições governamentais e eventuais conflitos de interesse.
Diante das definições apresentadas, tem-se que patrimônio geológico é uma parte do todo que é a geodiversidade, com suas características especiais e sua necessidade de conservação. Em outras palavras, o patrimônio geológico faz parte da geodiversidade, mas nem toda geodiversidade é considerada um patrimônio geológico (NASCIMENTO et al., 2008).
No Brasil, a maior iniciativa de proteção do patrimônio geológico é promovida pela SIGEP, a qual conta com vários colaboradores para inventariar e divulgar diversos sítios catalogados. O grupo já publicou três livros na temática, além de gerenciar uma página web (http://sigep.cprm.gov.br/).
2.1.2. Geoconservação
Historicamente, a preocupação efetiva com o meio ambiente é bem recente, tem-se conhecimento que os termos “Preservação” e “Conservação” passaram a fazer parte do universo das discussões ambientais por volta do fim do século XX.
O conceito de preservação envolve a proteção da natureza, independente do interesse de seu uso e do valor econômico que possa apresentar, isto é, considera-se como entidade intocável. Enquanto que o conceito de conservação, mais flexível, está atrelado ao de Desenvolvimento Sustentável, uma vez que consiste em uma forma adequada de administrar os recursos naturais, fazendo uso de forma racional, de modo a minimazar os impactos causados e garantir a sustentabilidade dos recursos.
Segundo Pellegrini (2006), o conceito de preservação não é aplicável à esfera do Patrimônio Geológico, uma vez que ele está constantemente em processo de modificação devido as dinâmicas dos agentes exógenos e endógenos. Desta forma, para assegurar a salvaguarda desse patrimônio, devem ser aplicados técnicas e instrumentos que visem à conservação desses elementos.
As ideias de Sharples (2002) já exibiam essa viés conservacionista, como pode ser percebido nos seus apontamento sobre os objetivos da geoconservação. O autor elenca como principais os seguintes objetivos: a) Conservar e assegurar a manutenção da geodiversidade; b) Proteger e manter a integridade dos locais com relevância em termos de geoconservação; c)
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 11 Minimizar os impactos adversos dos locais importantes em termos de geoconservação; d) Interpretar a geodiversidade para os visitantes de áreas protegidas; e e) Contribuir com a manutenção da biodiversidade e dos processos ecológicos dependentes da geodiversidade.
Para Brilha (2005), uma aplicação eficiente da geoconservação é realizada por meio da caracterização e quantificação do patrimônio geológico, além da determinação de sua relevância e vulnerabilidade. Ou seja, para conservar é preciso, antes de tudo, conhecer e caracterizar o Patrimônio Geológico, de modo a permitir o seu uso, seja científico, educativo, turístico, entre outros.
2.2. MANIPULAÇÃO E REPRESENTAÇÃO DA INFORMAÇÃO ESPACIAL
2.2.1. Geoprocessamento e Sistema de Informações Geográficas (SIG)
O aprimoramento da tecnologia da informática, na segunda metade do século XX, alterou substancialmente o modo como o homem armazena, manipula e representa dados e informações. Estas transformações atingiram diversas áreas do conhecimento e promoveram grande progresso para a sociedade moderna.
As Geociências, por exemplo, encontraram na informática uma nova abordagem para o tratamento da informação espacial que, até recentemente, era feita somente por meio de mapas impressos ou desenhados em uma base de papel. Esta limitação impedia a análise integrada entre mapas de temas e escalas diferentes, que, consequentemente, proporcionava uma lentidão na obtenção de resultados.
Nessa conjuntura, por volta da década de 1950, surge o Geoprocesamento, termo que Câmara (2001) define “como disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica”.
Trazendo o conceito para o âmbito educacional, a definição mais próxima de Geoprocessamento voltado para a educação seria:
geoprocessamento é uma tecnologia transdisciplinar, que, através da axiomática da localização e do processamento de dados geográficos, integra várias disciplinas, equipamentos, programas, processos, entidades, dados, metodologias e pessoas para coleta, tratamento, análise e apresentação de informações, associadas a mapas digitais georreferenciados (Rocha, 2000, p.210).
No Brasil, a adoção do Geoprocessamento nas pesquisas científicas se deu durante a década de 1980, pelo até então Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). O órgão
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 12 vem desenvolvendo diversas pesquisas e aperfeiçoamentos na área, as quais são de grande importância em projetos ambientais, planejamento territorial e mapeamento de recursos naturais.
O Geoprocessamento pode ser aplicado por meio da utilização de diferentes técnicas, cujas escolhas dependem do tipo de dado, finalidade e logística de um projeto. Entre as técnicas cita-se os Sistema de Informações Geográficas (SIG), o Sensoriamento Remoto, a Cartografia, a Topografia, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) entre outros.
Dentre estas destaca-se o Sistema de Informações Geográficas (SIG), também conhecido como Geographical Information System (GIS), que consiste de um conjunto de sistemas que efetuam tratamento computacional de dados geográficos e recuperam informações não apenas com base em suas características alfanuméricas, mas também através de sua localização espacial (CÂMARA, 2005).
Burrough e McDonnel (1998) entendem SIG como “um poderoso conjunto de ferramentas para coleta, armazenamento, recuperação, transformação e visualização de dados espaciais do mundo real para um conjunto de propósitos específicos”.
Para Cowen (1988) “o SIG trata-se de um sistema de suporte à decisão que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas”.
No contexto apresentado, pode-se, então, definir SIG como um conjunto de sistemas computacionais que permite integralizar, numa única base de dados, informações espaciais georreferenciadas provenientes de fontes diversas (dados topográficos, cartográficos, imagens de sensores remotos, GPS) e oferecer mecanismos de manipulação, visualização e consulta das várias informações armazenadas.
Devido essa sua faceta, atualmente, a utilização do SIG tem sido crescente e eficaz nas mais diversas áreas da sociedade moderna. Estes sistemas têm sido utilizados principalmente por órgãos públicos, institutos de pesquisa e diversos tipos de empresas privadas para auxiliar no planejamento, gestão, monitoramento, manejo e caracterização de espaços geográficos e os fenômenos atrelados a ele.
O desenvolvimento e disseminação dos SIGs e outras geotecnologias só foi possível devido os avanços tecnológicos e científicos, redução dos custos de hardware e pelo surgimento de alternativas menos custosas para a construção de bases de dados geográficas.
Vale ressaltar que existem outros sistemas que também manipulam dados espaciais, como por exemplo, o CAD (Computer Aided Design), que é um sistema desenvolvido para elaboração de desenho auxiliado por computador, porém, ele não possui o poder de análise espacial entre entidades gráficas. Ao contrário do CAD, o SIG leva em considerações as
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 13 relações espaciais entre os elementos geográficos, denominadas de relações topológicas, permitindo a realização de pesquisas sobre conectividade, adjacência, proximidade, pertinência, continência e intersecção (BORGES, 2013; SILVEIRA, 2014).
Um SIG é constituído por cinco componentes: hardware, softwares, pessoas, dados e metodologias (Figura 2.3). Os quais são definidos como:
a) Hardware: conjunto de equipamentos necessários para que o software possa desempenhar as funções descritas. Ex: computador, plotter, scanner, impressora e etc. b) Software: são os programas computacionais envolvidos de forma direta ou indireta na
coleta, armazenamento e processamento dos dados geográficos. Ex: ArcGIS, Mapinfo, IDRISI, SPRING, AutoCAD;
c) Pessoas: são os profissionais qualificados para a execução e implementação do projeto. Trata-se do componente fundamental.
d) Dados: são as informações do mundo real. Ex: dados cartográficos, censitários, imagens de sensores remotos, dados de GPS e etc.
e) Metodologia: refere-se aos métodos, ou roteiro, adotado pelos recursos humanos para a elaboração, execução e implementação do SIG.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 14 2.2.2. Tradução do mundo real para o ambiente computacional
2.2.2.1.Dados geográficos
A utilização de um SIG necessita da existência de um banco de dados geográficos, isto é, de dados referenciados espacialmente, que funcionam como um modelo da realidade e que podem estar associados a diferentes períodos de tempo (passado, presente ou futuro) (BARRERA et al., 1991).
Para Barbosa (1997), dados geográficos caracterizam os objetos do mundo real, com base na sua localização geográfica em um sistema de projeção, nos seus relacionamentos espaciais ou topológicos e nas suas propriedades (atributos temáticos) medidas ou observadas. O armazenamento e manipulação desses dados é efetuada por meio de um Sistema Gerenciador de Banco de dados (SGBD), o qual é estruturado de forma a permitir associação entre os diversos dados e gerar informação geográfica. No caso do SGBD de um SIG, esses dados são armazenados ainda de duas formas: dados gráficos-cartográficos (espaciais) e
dados não-gráficos ou alfanuméricos (Figura 2.4) (FITZ, 2008).
Figura 2.4 – Universo de representação de dados geográficos em um software de SIG. Destacam-se os dados gráficos e os dados alfanuméricos.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 15 Nos SIGs, em geral, os objetos espaciais podem ser agrupados e dispostos em camadas de informações (layers) (Figura 2.4). Estas camadas são georreferenciadas e podem ser livremente manipuladas, gerando informações adicionais às preexistentes. Geralmente, uma camada possui um único tipo de entidade ou um grupo de entidades conceitualmente relacionados, como por exemplo, camadas geológicas, drenagens, vias de acesso etc.
2.2.2.1.1. Dados gráficos (espaciais)
São considerados aqueles que podem ser representados espacialmente e que armazenam informações sobre o posicionamento, geometria e topologia dos elementos geográficos. A estrutura desses dados pode ser vetorial ou matricial.
A estrutura do formato vetorial é composta por três primitivas gráficas (pontos, linhas e polígonos) que são representadas por coordenadas x e y em um sistema cartesiano. Um
ponto é um par ordenado (x, y) de coordenadas espaciais. Enquanto que linhas e polígonos são
representados por um conjunto de pares de coordenadas (Figura 2.5). Podem ser representados nesse formato as localidades, drenagens, vias de acesso, limites municipais (CÂMARA, 2001).
A estrutura do formato matricial consiste no uso de uma malha quadriculada regular, matriz, composta de m colunas e n linhas, M(m,n), na qual cada célula, denominada pixel, apresenta um valor (código) correspondente à uma dado de um fenômeno estudado (Figura 2.5). Imagens de satélite e modelos digitais de terreno são naturalmente representados no formato matricial (FITZ, 2008).
Para a produção de cartas e em operações onde se requer maior precisão, a representação vetorial é mais adequada. Enquanto que, as operações de álgebra de mapas são mais facilmente realizadas no formato matricial.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 16 Figura 2.5 – Universo de representação de dados geográficos nos modelos
matricial e vetorial. Para o modelo matricial, cada pixel representa uma informação do espaço: F: Forest; R: River; H: House; O: no information. Enquanto que no vetorial cada entidade é representada por figuras geométricas. Fonte: Davis, 1996.
2.2.2.1.2. Dados não-gráficos ou alfanuméricos
Os dados não gráficos ou alfanuméricos são dados constituídos por caracteres (letras, números ou sinais gráficos) que podem ser armazenados em tabelas, as quais podem formar um banco de dados. Nestas tabelas as linhas correspondem aos dados e as colunas correspondem aos atributos (Figura 2.6). Entende-se por atributo qualquer informação descritiva (nomes, números, tabelas e textos) relacionada com um único objeto, elemento, entidade gráfica ou um conjunto deles, que caracteriza um dado fenômeno geográfico. Por exemplo, a descrição das características de um município (área total, composição da população, renda per capita, indicadores sociais etc.) Cada um desses dados está georreferenciado e possui vínculo com um objeto geográfico (FITZ, 2008).
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 17 Figura 2.6 – Organização de dados alfanuméricos em linhas (entidade geográfica) e colunas (atributos). Para o exemplo, tem-se informações acerca da litoestratigrafia (nome, hierarquia, idade, éon) de determinada área. 2.2.2.2. Modelagem de dados espaciais
Para Borges e Davis (2001), os objetos e fenômenos reais são bem complexos para permitir uma representação completa em um banco de dados, logo, os dados precisam ser reduzidos a uma quantidade finita e gerenciável, o que é feito através de processos de generalização ou abstração.
Para Goodchild (1990), a realidade geográfica pode ser percebida segundo duas visões: a visão de campo e a visão de objetos. Na visão de campo, o mundo real é visto como uma superfície contínua e que sobre a qual entidades geográficas variam continuamente segundo diferentes distribuições, como por exemplo temperatura e pressão atmosférica. Na visão de objetos, a realidade é vista como uma superfície ocupada por entidades identificáveis e cada posição (x,y) do espaço poderá estar ou não ocupada, como por exemplo dados planimétricos e hidrográficos. Para este último caso, as entidades possuem uma determinada posição, geometria e características próprias. No software ArcGIS 10.1, as entidades vetoriais, objetos, são tratados como layer (camadas), enquanto que as imagens matriciais, campo, são
surfaces (superfícies).
Para Fitz (2008) a conversão de informações geográficas do mundo real para uma base de dados virtuais compreende uma série de modelizações lógico-matemáticas Tais modelagens seguem determinados padrões que podem ser estruturados física ou virtualmente.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 18 2.2.3. Cartografia e sua utilização em um SIG
Ao longo da história humana, representar informações geográficas através de mapas consistiu em uma das ações primordiais para a compreensão e modificação do espaço pelo homem. Na historiografia, em quase sua totalidade, têm-se registros das representações cartográficas de civilizações, épocas e lugares diferentes do mundo. Estando estas representações atreladas ao nível tecnológico disponível para a sua produção.
Segundo a Associação Cartográfica Internacional (1966), a Cartografia compreende um conjunto de estudos e operações cientificas, técnicas e artísticas que, tomando por base os resultados das observações diretas ou da análise de documentação, objetiva à elaboração de mapas, cartas e outras forma de expressão ou representação de objetos e fenômenos espaciais, bem como a sua utilização.
Nas últimas décadas, com os avanços tecnológicos e surgimento do SIG, a Cartografia atingiu um novo patamar no tratamento e representação das informações espaciais. Nesta nova abordagem, os mapas analógicos são convertidos em mapas digitais, permitindo uma análise espacial integrada, abrangente, eficaz e ágil.
Nesse contexto, Taylor (1994) propõe que a Cartografia atual consiste da organização, apresentação, comunicação e utilização da geoiformação nas formas gráfica, digital ou tátil, incluindo todos os processos, desde o tratamento dos dados até o uso final na criação de mapas e produtos relacionados com a informação espacial.
A aplicação de um SIG utiliza premissas básicas definidas pela cartografia para a representação dos dados espaciais, tais como Sistema de Coordenadas, Projeções cartográficas, sistema referencial geodésico e etc. Não será o objetivo deste trabalho aprofundar-se nessas premissas.
Procurando estruturar os estudos e categorização dos mapas, os cartógrafos estabeleceram uma divisão da cartografia em duas grandes áreas: a Cartografia Sistemática e Cartografia Temática (CARVALHO e ARAÚJO, 2011).
2.2.3.1. Cartografia Sistemática
A Cartografia Sistemática é responsável pela representação genérica da superfície tridimensional da Terra no plano. Sua preocupação central compreende localizar precisamente os fatos, implantar e manter redes de apoio geodésico, auxiliar nos recobrimentos aerofotogramétricos e auxiliar na atualização dos mapeamentos básicos. O segmento utiliza
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 19 diretrizes para o uso de simbologia, projeções e escalas na confecção dos mapas bases. Seus produtos representam fielmente os objetos espaciais e não exigem conhecimento específico para sua leitura, por exemplo, cartas topográficas e cartas náuticas (ROSA, 1996).
2.2.3.2. Cartografia Temática
A Cartografia Temática é responsável por representar temas diferentes com ou sem expressão física no espaço. Toda essa representação, utilizando-se de símbolos gráficos, de fenômenos espaciais, de qualquer natureza, é elaborada sobre um mapa de referência ou mapa base. Nesse contexto, importa-se mais com o conteúdo apresentado do que apenas com a precisão dos contornos das entidades, ou seja, a cartografia temática traz significados além da trilogia latitude, longitude e altitude. Como exemplo de temas cita-se as temáticas da natureza (geologia, geomorfologia, solos, climas, vegetação e hidrografia) e temáticas socioeconômicas (indicadores econômico, perfis populacionais e etc.) (CARVALHO e ARAÚJO, 2011; SANN, 2005).
Trabalhar com a cartografia temática é compreender um mapa como um instrumento de comunicação. Para Andrade (2009), o processo de comunicação visual de um mapa temático se dá pelos relacionamentos de três elementos: o desenvolvedor (cartógrafo), o canal de transmissão (mapa) e o leitor (usuário).
Diante desse contexto, um mapa deve constituir-se de um conjunto coerente de símbolos gráficos de modo que possa responder as questões: “O quê?”, “Onde?” e “Como?” ocorre determinado fenômeno geográfico. Toda esta representação deve estar fundamentada nos princípios da semiologia gráfica, de maneira que todo processo de transmissão da informação seja compreensivo para o leitor de forma clara e objetiva (BORGES, 2013).
A semiologia é um ramo do conhecimento que estuda os símbolos ou sinais utilizados no processo de comunicação. Enquanto que a Semiologia Gráfica, termo introduzido por Bertin (1967), faz o estudo dos símbolos gráficos, das suas propriedades e as relações existentes com o tipo de informação que lhe é atribuída. Aplicada à cartografia, ela permite avaliar as vantagens e os limites da percepção empregada na simbologia cartográfica e, portanto, formular as regras de uma utilização racional da linguagem cartográfica, reconhecida atualmente, como a gramática da linguagem gráfica, na qual a unidade linguística é o símbolo ou signo (ARCHELA e THÉRY, 2008; SANN, 2005;).
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 20 2.2.3.2.1. Composição de mapas temáticos
Segundo Bertin (1988), para representar os diversos fenômenos da realidade (temas) aplica-se um dos três modos de implantação: implantação pontual, quando a superfície ocupada é irrelevante, mas localizável com precisão; implantação linear, quando sua largura é desprezível em relação ao seu comprimento, o qual, apesar de tudo, pode ser traçado com exatidão; implantação zonal, quando cobre no terreno uma superfície suficiente para ser representada sobre o mapa por uma superfície proporcional homóloga.
As simbologias gráficas, denominadas variáveis visuais por Bertin (1967), são construídas basicamente, com a variação visual de forma, tamanho, orientação, cor, valor e granulação para representar fenômenos qualitativos, ordenados ou quantitativos nos modos de implantação pontual, linear ou zonal (Figura 2.7).
ARCHELA e THÉRY (2008) cita que as variáveis visuais podem ainda ser classificadas de acordo com o modo de percepção em seletivas, associativas, ordenadas e
quantitativas. As variáveis visuais seletivas permitem separar visualmente as imagens e
possibilitam a formação de grupos. As variáveis associativas permitem agrupar espontaneamente, diversas imagens num mesmo conjunto. Para as variáveis ordenadas ocorre uma classificação visual segundo uma variação progressiva. E, finalmente, variáveis quantitativas selecionam facilmente com base em um valor numérico (Figura 2.7).
Loch (2006) aponta que conhecer e distinguir as características de cada variável visual é de extrema importância, pois possibilita que o cartógrafo construa mapas temáticos que atendam aos objetivos de comunicação e que transmitam, da melhor maneira possível, as características dos dados.
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 21 Figura 2.7 – Quadro de Variáveis Visuais seguindo o
modo de implantação, modo de visualização e modo de percepção. Fonte: Joly (2005).
2.2.3.2.2. Tipos de mapas temáticos
Para Archela e Théry (2008), “O nível de organização dos dados, qualitativos,
ordenados ou quantitativos, de um mapa está diretamente relacionado ao método de
mapeamento e a utilização de variáveis visuais adequadas à sua representação”. Estes autores afirmam ainda que a combinação das variáveis visuais, segundo métodos padronizados, dará origem aos diferentes tipos de mapas temáticos, entre eles tem-se os mapas de símbolos pontuais, mapas de isolinhas e mapas de fluxos; mapas zonais ou coropléticos, mapas de símbolos proporcionais e mapas de pontos.
A representação qualitativa é aquela que se se preocupa com a natureza dos fenômenos, ou seja, sua qualidade. Para tal, utilizam-se as variáveis visuais seletivas forma, orientação e cor, nos três modos de implantação: pontual, linear e zonal (Figura 2.8a).
Representação Cartográfica de Elementos da Geodiversidade do Estado do Rio Grande do Norte 22 Os fenômenos ordenados são representados em classes visualmente ordenadas e utilizam a variável valor na implantação zonal. Os mapas mais significativos para representar fenômenos ordenados são os mapas coropléticos (Figura 2.8b).
Os fenômenos quantitativos são representados pela variável visual tamanho e podem ser implantados em localizações pontuais do mapa ou na implantação zonal, por meio de pontos agregados, como também, na implantação linear com variação da espessura da linha (Figura 2.8c).
Figura 2.8 – Representação de fenômenos através de mapas temáticos. a) Mapa de fenômenos qualitativos. Ex: distribuição de shoppings centers do Brasil; b) Mapa de fenômenos ordenados. Ex: densidade população/km2 do Brasil; c) Mapa de fenômenos quantitativos. Ex: Mapa de distribuição da
população no Brasil. Fonte: Archela e Théry, 2008.
