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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.2008.tde-03022009-141229
Document
Author
Full name
Carlos Henrique Grohmann de Carvalho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Riccomini, Claudio (President)
Campanha, Ginaldo Ademar da Cruz
Mello, Claudio Limeira
Valeriano, Márcio de Morisson
Yamamoto, Jorge Kazuo
Title in Portuguese
Análise digital de terreno do centro-leste brasileiro
Keywords in Portuguese
Geomorfologia
Geoprocessamento
Software livre
Abstract in Portuguese
A análise digital de terreno, também chamada de modelagem digital de terreno ou geomorfometria, é uma disciplina que faz uso de ferramentas das ciências da Terra, matemática, engenharia e ciência da computação para a quantificação de variáveis e parâmetros relacionadosà superfície topográfica. Atualmente, o único produto disponível para o estudo de formas de relevo em escala de semi-detalhe a regional, com cobertura quase global e produzido segundo uma única metodologia, portanto livre dos problemas encontrados em produtos cartográficos (qualidade dos mapa, disponibilidade, escala adequada ao estudo etc), é o modelo de elevação Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). Este trabalho visou o estudo do relevo da região centro-leste brasileira por meio da caracterização morfométrica de modelos de elevação e da integração entre dados morfométricos, termocronológicos e geofísicos, bem como a avaliação da validade do uso de superfícies aplainadas em correlações estratigráficas regionais. Perfis morfológicos e mapas de orientação de vertentes evidenciam uma estruturação N-S das grandes formas de relevo do centro-leste brasileiro, além da presença de uma organização NW-SE das formas de relevo menores, principalmente na região sudeste, mas observável por toda a área de estudo. A distribuição espacial dos dados termocronolóogicos existentes no Brasil éé bastante heterogênea, com amostragem concentrada nas regiões sul-sudeste e nordeste. Os dados da região sudeste mostram que a ruptura continental não aparece como o evento de resfriamento mais importante, que é marcado pelo grande número de amostras com idades traços de fissão (TF) entre 60 e 80 Ma e que pode ser visto como um evento de soerguimento regional (acompanhado de intensa denudação), dada a variação das elevações das amostras nessa faixa de idade. A tendência de que amostras mais distantes da costa apresentem idades TF mais antigas é sutil. Os dados da região nordeste mostram uma tendência mais clara de aumento da idade com a distância da costa e um conjunto de amostras com idades ao redor de 100 Ma pode ser relacionado ao evento de ruptura continental. De maneira geral, a análise morfométrica não permitiu a identificação de extensas superfícies de aplainamento na área de estudo. As áreas essencialmente planas (com topografia muito suave) estão relacionadas a planícies aluviais (rios São Francisco, Araguaia, Tocantins), a bacias sedimentares cretáceas (Chapadão Ocidental da Bahia, Chapada do Araripe, Bacia Bauru) e a bacias paleozóicas com cobertura cretácea (Bacia dos Parecis), onde configuram superfícies estruturais, concordantes com a disposição sub-horizontal das camadas. Nas regiões de escudo pode-se identificar algumas áreas de relevo suave, porém de extensão restrita. A grande extensão das superfícies estruturais associadas às bacias sedimentares cretáceas parece ter levado vários autores à falsa impressão de continuidade pretérita dessas superfícies, hoje isoladas. Este fato, somado às inferências de "superfícies cimeiras" com base no aparente nivelamento de topos de morros em terrenos cristalinos, também levou diversos autores a proporem a extensão de superfícies de aplainamento até a região próxima da costa Atlântica. A integração entre dados morfométricos, termocronológicos e geofísicos não suporta a validade do uso de superfícies aplainadas em correla~ções estratigráficas de âmbito regional. Entretanto, admite-se a aplicabilidade, em escala local, da correlação entre níveis morfológicos distintos. As técnicas morfométricas empregadas neste estudo se mostram válidas não apenas para o estudo da superfíciie topográfica, mas também de superfícies soterradas e de sua paleogeografia. A disponibilidade de modelos de elevação gerados por sensoriamento remoto permite o emprego da análise digital de terreno em escalas local a global, com amplo leque de aplicações , não apenas no estudo das formas de relevo terrestres, mas também de outros corpos planetários.
Title in English
Digital terrain analysis of central-eastern Brazil
Keywords in English
Free software
Geomorphology
GIS
Abstract in English
Digital terrain analysis, or geomorphometry, is the practice of ground-surface quantification, through the application of techniques in Earth sciences, mathematics, engineering and computer science. The Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) digital elevation model (DEM) is currently the only near-global data available to perform local to regional-scale landform analysis. The production of a DEM using a single technique, radar interferometry, means that there is consistency in quality, availability and scale. This work focuses upon the study of landforms in central-eastern Brazil by means of morphometric characterization of DEMs and integration between morphometric, thermochronologic and geophysical data, as well as an evaluation of the validity of use of at surfaces in regional stratigraphic correlations. Morphological profiles and aspect maps show a N-S trend of the major landforms of central-eastern Brazil, while smaller landforms have a NW-SE organization, better observed in the southeast region, but visible throughout the study area. The spatial distribution of thermochronological data in Brazil is highly heterogeneous, with samples clustered in the south-southeast and northeast regions. Data from the southeast region does not show continental break-up as the main cooling event, which is identified by the large number of samples with fission-track ages (FT) between 60 and 80 Ma and that can be seen as a regional uplift event (followed by intense denudation), given the elevation range of the samples in this time span. There is a subtle trend of older FT ages from the coast towards the interior. The trend of older FT ages as distance from the coast increases is better represented in data from the northeast region. Samples with ages around 100 Ma can be related to the continental break-up. Morphometric analyses did not allowed the identification of vast erosional planation surfaces in the study area. Areas with a very smooth topography are related to alluvial plains (São Francisco, Araguaia and Tocantins rivers), Cretaceous sedimentary basins (Chapadão Ocidental da Bahia, Chapada do Araripe, Bauru Basin) and Paleozoic basins with Cretaceous cover (Parecis Basin) where the surface follows the subhorizontal bedding. In shield regions, several low-relief areas can be identified, although they are small in extent. The large extent of low-lying surfaces associated with Cretaceous sedimentary basins has lead several authors to suggest that these { presently isolated { surfaces were continuous. This, added to inferences of "summit levels" based on the apparent levelling of hilltops in crystalline terrains, has also lead several authors to suggest that the planation surfaces extend close to the Atlantic shore. The integration of morphometric, thermochronologic and geophysical data does not support the validity of use of at surfaces in regional stratigraphic correlations. However, correlation between distinct morphological levels, at a local scale, is suitable. The morphometric techniques used in this study are valid not only for the analysis of topographic surfaces, but also of buried surfaces and their palaeogeography. The availability of remote sensing generated elevation data allows the application of digital terrain analysis from local to global scales, with a range of applications, not only in the study of terrestrial landforms, but also of other planetary bodies.
 
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Publishing Date
2009-02-04
 
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