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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1986.tde-03082015-142551
Documento
Autor
Nome completo
Paulo Roberto Meneses
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1986
Orientador
Banca examinadora
Amaral, Gilberto (Presidente)
Abreu, Adilson Avansi de
Garcia, Gilberto Jose
Paradella, Waldir Renato
Qualifik, Paul
Título em português
Avaliação e seleção de bandas do sensor thematic mapper do Landsat-5 para a discriminação de rochas carbonáticas do Grupo Bambuí como subsídio ao mapeamento de semidetalhe
Palavras-chave em português
Landsat
Mapeamento geológico
Sensoriamento remoto
Resumo em português
Este trabalho constou de um estudo das imagens do novo sensor multiespectral do LANDSAT 5, o Thematic Mapper, cujo objetivo foi o de avaliar e selecionar entre as sete bandas espectrais deste sensor, as mais adequadas para mapeamentos geológicos na escala de semidetalhe e para a discriminação de rochas carbonáticas, utilizando-se de técnicas de processamento automático de imagens digitais. A área selecionada para estudo abrangeu uma completa e bem exposta seqüência carbonática do Grupo Bambuí da borda leste da serra do Ramalho, sudoeste do Estado da Bahia, a qual é representativa da extensa cobertura plataformal do domínio da Bacia do São Francisco. Esta região situa-se numa faixa de transição entre os domínios morfoclimáticos da caatinga e do cerrado, onde se observam estreitas relações entre os elementos da paisagem-solo, vegetação, relevo, com a distribuição das unidades litológicas mapeadas na escala 1:50.000. A avaliação das imagens TM foi fundamentada, essencialmente, numa análise referente ao comportamento espectral das litologias presentes na área, tomando-se como base medidas espectrorradiométricas efetuadas no campo, em áreas de afloramentos selecionadas através da interpretação da cada uma das bandas TM originais. Os aspectos referentes às litologias típicas de cada unidade demonstraram ao nível de campo, a possibilidade de se discriminar diferentes faciologias de calcários, dolomitos, rochas pelíticas e seus solos originários, o que em parte pôde ser confirmado com a interpretação das imagens. As diferenças espectrais são não foram mais notáveis devido a presença genérica da matéria orgânica nas rochas carbonáticas, cujo efeito é reduzir os contrastes da reflectância. Porcentagens de matéria orgânica da ordem de 0,05 a 1,5% mostraram exercer forte atenuação nas bandas de absorção ou na reflectância total das rochas, provocando confusões espectrais entre as litologias carbonáticas. As medidas ) radiométricas foram também essenciais para estimar os efeitos das variações do microrrelevo cárstico dos pavimentos rochosos de calcários e dolomitos, nas respostas espectrais registradas nas diferentes bandas TM. Com base nas medidas espectrais de campo das áreas representativas das unidades litológicas e nas medidas estatísticas (distância J-M e entropia gaussiana) dos valores digitais das bandas TM correspondentes a estas mesmas áreas de amostragem, estabeleceu-se uma seleção entre as 7 bandas, de subconjuntos de três e quatro melhores bandas para o estudo das unidades carbonáticas da área, respectivamente, bandas 4, 5 e 7 e 3, 4, 5 e 7. Tais conjuntos de bandas foram então analisados por técnicas de processamento de realces de imagens digitais, com os sistemas automáticos I-100 e SITIM. As técnicas de realce que apresentaram melhores resultados foram as de composições coloridas de sistemas RGB e IHS e de transformações rotacionais tipo componente principal. Esta última foi também testada para o conjunto completo das sete bandas TM. Os resultados da análise fotogeológica das imagens realçadas mostraram aspectos interessantes na separabilidade e discriminação das unidades litológicas, tendo-se concluído que elas foram decorrentes de um comportamento espectral que estava intimamente associado, tanto com as variações composicionais de seus menores constituintes mineralógicos, como com as variações do estado físico das superfícies das rochas, criadas por uma intensa dissolução química cujas formas cársticas resultantes impunham diferentes condições de iluminação das superfícies. A conjunção destas duas condições de efeitos espectrais permitiu a separabilidade de unidades faciológicas, que somente havia sido obtida em mapeamento geológicos na escala 1:2.000, os quais visavam estudos de controle litológico que tais faciologias exercem na ocorrência de depósitos de fluorita e metais básicos, ) da região leste da serra do Ramalho. Com os processamentos de realces de imagens efetuados, também obteve-se uma alta correlação das unidades mapeadas na escala 1:50.000 com as unidades espectrais detectadas nas imagens TM, embora o traçado de alguns limites entre unidades constituídas essencialmente de solos, não mostrasse uma concordância perfeita com o mapa geológico. O estudo pôde comprovar que as novas imagens do sensor TM, com bandas espectrais específicas a aplicações geológicas (bandas 5 e 7), em combinação com a alta resolução espacial de 30m, abrem excelentes perspectivas para mapeamentos geológicos nas escalas 1:50.000 e 1:25.000, bem como para a pesquisa mineral, dada a capacidade de discriminação espectral de litologias que possuem composições mineralógicas às vezes bastante semelhantes entre si, como os calcários e dolomitos da área estudada.
Título em inglês
not available
Palavras-chave em inglês
not available
Resumo em inglês
This research consists of a study of the imagery of the new multispectral sensor of the LANDSAT 5 - Thematic Mapper - with the objective to evaluate and make a selection of the most suitable bands for the discrimination of carbonate rocks and geologic units at semidetail scale using computer techniques for digital image treatment. The selected area of study comprises a complete and well exposed carbonate rock sequence of the Bambui Group, east of the "Serra do Ramalho". SW of Bahia State. This area is representative of the extensive cover in the San Francisco Basin. The area is situated at the transitional belt between the morphoclimatic doma in of "Caatinga" and "Cerrado", where there is a close relationship among the elements of landscape - soil, vegetation, and relief -, with the lithologic units. The evaluation of the TM imagery was based mainly on the analysis of the spectral behavior of the lithology, supported by field espectroradiometric measurements taken place in outcrops selected from the interpretation of the original bands. The field spectroradiometry showed the possibility of discriminating different facies of limestones, dolomites, argillites rocks and classes of soils which can also be confirmed with the interpretation of the imagery. Better differentiation was not possible, because of the presence of organic matter in the carbonate rocks which has the effect of decreasing the reflectance. Values of 0.05% to 0.15% of organic matter was determined that would cause strong attenuation in the peaks of absortion of mineral components or in the overall reflectance of the rocks. The spectroradiometric measurement was also essential in the estimate of the effects of the variations of the karstic microrelief of the carbonate rocks in the spectral tonal pattern observed in each TM bands. Based in these spetroradiometric measurements and in digital images analysis (entropy and J-M distance) it was selected group of the best three and four TM bands, respectivelly bands 4, 5, 7 and bands 3, 4, 5 e 7, for the discrimination of the carbonatic units. Then, these groups of bands were analysed by enhancement computer techniques. The best enhancement was obtained by color composition with RGB and IHS systems and principal components. The principal component was also tested in the seven bands. The results of the photogeological analysis of these enhancement images demonstrated that the separability and discrimination of the lithologic units was due to the spectral behavior related to the compositional variations of the secondary mineralogical constituents as well as the variation in the condition of the rock surfaces, with karstic features that create different illumination condition. The union of this two effects (mineralogical and roughness) permitted the separability of some lithologic units, which were until the only recognized in geologic mapping done at the 1:2,000 scale. This detail mapping had as objective the study of the lithologic control in the occurrence of fluorite, zinc and plumb deposits present in that region. The TM imagery showed good correlation among the spectral units and the lithologic units mapped at the scale of 1:50,000, although some units, which were covered by soils were not differentiated as shown in the geologic map. This study confirmed that the new TM imagery, with specific geologic bands (bands 5 and 7) and high spatial resolution (30m), offers excellent perspectives to geologic mapping in the scales 1:50,000 and 1:25,000, as well as to mineral resources, due to the fact that it was possible to separate lithologies with very similar mineralogical composition, like limestones and dolomites within the area of study.
 
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Meneses_Doutorado.pdf (24.74 Mbytes)
Data de Publicação
2015-08-06
 
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