Curso de Agronomia Disciplina: Topografia II Profa. Teresa Cristina Tarlé Pissarra UNESP/FCAV-Departamento de Engenharia Rural

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1 1 Curso de Agronomia Disciplina: Topografia II Profa. Teresa Cristina Tarlé Pissarra UNESP/FCAV-Departamento de Engenharia Rural Resumo das transparências utilizadas em aula para estudo ANÁLISE DE IMAGENS AÉREAS A fotografia aérea é uma grande fonte de informações de aspectos qualitativos e quantitativos de objetos da superfície terrestre, sendo sua finalidade básica o levantamento de mapas, sejam eles topográficos (fotogrametria) ou temáticos (fotointerpretação). Normalmente, as fotografias aéreas são obtidas em vôos aerofotogramétricos efetuado por uma tripulação composta de: piloto, engenheiro de vôo e fotógrafo. Este vôo tem uma série de procedimentos e é realizado na área de interesse para a avaliação do uso e ocupação do solo. Visão Visão monocular: observa a posição e a direção dos objetos dentro do campo da visão humana num único plano. Permite reconhecer nos objetos as cores, a tonalidade, o tamanho e a forma. Ex: fotografia comum. Visão binocular: (método esteroscópico): fornece uma sensação bastante precisa de profundidade, razão pela qual é grandemente aplicada na fotogrametria. A fotografia aérea é uma projeção central ou cônica que representa geometricamente o tipo de visão que se tem com um só olho. Quando duas fotografias captam a imagem de um mesmo objeto, nas diferentes estações e dispõem-se de modo que a fotografia da direita seja vista com o olho direito e a fotografia da esquerda seja vista com o olho esquerdo estabelece-se a visão binocular. Desta forma o observador poderá perceber o relevo. Assim é necessário que as fotografias sejam tiradas de duas posições homólogas aos olhos, isto é, com uma distância entre as estações de exposição que varia em função da escala ou recobrimento a realizar. Este modelo espacial é reproduzido pelo estereoscópio. duas fotografias aéreas consecutivas = par estereoscópico. Estereoscopia: processo de obtenção de uma visão tridimensional. Visão estereoscópica: visão tridimensional, ocasionada pelo fato de os olhos humanos estarem separados um do outro em aproximadamente 65mm. O olho direito recebe uma imagem um pouco diferente da que recebe o olho esquerdo, quando observam o mesmo objeto. Da fusão, no cérebro, da imagem diferente que cada olho fornece, resulta não só apenas uma imagem, mas também a sensação de profundidade.

2 Estereoscópio: processo ótico: consiste em usar duas lentes (espelhos, prismas etc.). Os pares estereoscópios são colocados nos focos para produzir a imagem no infinito, sendo que os eixos óticos ficam paralelos. Há duas lentes com distância entre si igual à base ocular do Homem. Uso do estereoscópio na análise das imagens aéreas O estereoscópio é empregado na observação em 3 a dimensão das imagens aéreas que apresentam recobrimento (imagens interferentes). Ver: Politano (1994). A condição necessária para a observação estereoscópica é a manutenção da visão paralela; evitando-se desse modo, a visão convergente normal. Procedimentos necessários: 1.Identificar a seqüência correta da imagem nas duas fotografias que formam o par estereoscópico; 2. Colocar o par de fotografias sob o estereoscópio, observando-se a seqüência correta; 3. Identificar na fotografia da esquerda o detalhe a ser observado e ajustar a posição dessa fotografia mediante a observação do detalhe através da ocular esquerda; 4. observar através das duas oculares (conjunto de lentes do estereoscópio) mantendo-se a observação paralela, e ajustar a fotografia da direita até que se consiga visualizar a sobreposição dos detalhes observados. Mediante a "aparente" sobreposição dos detalhes os alvos analisados deverão estar corretamente distanciados ( mantendo-se paralelos ). Obs: Uma pessoa com vistas normais deverá nesse momento ter a sensação de estar vendo em 3 a dimensão. Uso de fotografias aéreas: planejamentos ambientais Ex: análise de microbacias hidrográficas (avaliação do terreno). Trabalho que foi desenvolvido durante as aulas. Para observarmos os cursos d água, a área da planície de inundação, as encostas e os divisores topográficos das bacias hidrográficas, com seu uso e ocupação, necessitamos de pares estereoscópios de fotografias aéreas e de um aparelho chamado estereoscópio, que nos ajuda a obter uma visão tridimensional dos elementos fotografados. Assim, é obtido uma noção da fisiografia do terreno, sobressaindo-se as partes mais altas e mais baixas do relevo. As partes mais altas são os divisores de água, que estabelecem os limites determinantes entre as bacias hidrográficas. Este limite percorre as partes mais altas, contornando o divisor de águas indo até a foz do principal curso d água da bacia. Elaboração de mapas utilizando fotografias aéreas A fundamentação científica para a elaboração dos mapas e aferição das variáveis leva em consideração técnicas de sensoriamento remoto. A transferência dos dados para o mapa base considera a definição da rede de drenagem, estradas e pontos identificáveis nas imagens. A primeira etapa conta da seleção, sistematização e análise, e a segunda, do mapeamento, digitalização das informações e coleta de dados com o intuito de definir a expressão cartográfica e fisiográfica da área. Primeiramente, realiza-se um exame preliminar da coleção de fotografias aéreas que recobrem a área de estudo, para obter-se uma visualização geral da área. Definida a área de estudo, realiza-se às atividades ligadas ao preparo e montagem das imagens fotográficas, fundamentando-se no emprego de moldes transparentes e adotando-se os procedimentos e algumas modificações, conforme AMERICAN SOCIETY OF HOTOGRAMMETRY (1960), RICCI & PETRY (1965), LOPES VERGARA (1971), AVERY (1977) e ANDRADE (1998). Informações básicas necessárias: rede de drenagem, estradas, zonas urbana e rural. 2

3 Decalcar os pontos necessários em filme de poliester ou papel transparente, incluindo os centros principais e transferidos e pontos auxiliares, ao estabelecimento da rede de drenagem, para a montagem das faixas de fotografias e respectivas interligações. A fotointerpretação deve ser realizada na área útil de cada fotografia, ou seja, na parte central, onde apresenta menor distorção. Transferir os detalhes deste estudo para o mapa base, estabelecer a distribuição geográfica e representar a área. No mapa da rede hidrográfica será definido os canais de drenagem segundo recomendações de HORTON (1945), e a classificação dos canais de drenagem e respectivas microbacias hidrográficas é definido pelo sistema de Horton, modificado por STRAHLER (1957). Identificação da bacia hidrográfica por meio do emprego da imagem aérea. A observação estereoscópica possibilita a visualização da bacia hidrográfica em 3 a dimensão, tendo-se, portanto, uma noção da distribuição espacial dos elementos que compõem a superfície do terreno. Como as imagens aéreas apresentam escala (proporção conhecida entre os tamanhos da imagem e real do alvo fotografado ou obtido por outro tipo de sensor), podemos identificá-la através dos traçados dos canais de drenagem, dos limites da planície de inundação e do seu limite. O limite da bacia é traçado mediante a identificação da linha que une os pontos das maiores elevações que estão localizados no divisor topográfico. A representação, com escala conhecida, da figura obtida permite a realização de diversas medidas, a saber: perímetro e área da bacia, comprimentos dos segmentos de rios, número de segmentos de rios, maior largura, maior comprimento, etc. Além disso, a bacia pode ser classificada de acordo com a ordem de magnitude da sua rede de drenagem. Esse conjunto de dados é empregado na determinação dos valores de várias características da bacia, ver: Horton (1945) e Christofoletti (1974). Mapeamento do uso/ocupação do solo O mapeamento do uso/ocupação do solo com os dados de sensoriamento remoto visualmente interpretados deve seguir a metodologia proposta por PEREIRA et al. (1989), NOVO (1989) e GARCIA (1982). Para extrair as informações da imagem e determinar os elementos de reconhecimento utiliza-se na análise visual os padrões identificados nas fotografias aéreas, os quais são: forma, tamanho, sombra, tonalidade/cor, padrão, textura, localização e relação de aspectos, segundo a trabalhos desenvolvidos por AMARAL (1998), PEREIRA, et al. (1989) e NOVO (1979). Realizar análise estereoscópica em fotografias aéreas da região e determinar o uso e ocupação do solo. Como resultado das análises estereoscópicas nas fotografias aéreas e nos documentos cartográficos identificar a rede hidrográfica, comunidades vegetais naturais e agrícolas, e processo erosivo. Rede de drenagem (hidrográfica): para o traçado da rede de drenagem realizar a melhor distribuição dos pontos referentes aos centros principais e transferidos e pontos auxiliares, buscando-se uma menor deformação da área de estudo representada nesta carta. A escala deve ser ajustada baseando-se nos pontos de apoio cartográfico das cartas topográficas utilizadas. 3

4 4 Para a fotointerpretação das cobertura vegetal delimitar as seguintes formações vegetais: solo nú mata capoeira campo sujo campo pastagem limpa reflorestamento citros outras culturas permanentes cana-de-açúcar culturas de ciclo curto várzea não cultivada O mapa planialtimétrico deve ser elaborado baseado nas cartas topográficas do IBGE de 1971, pela transferência direta das curvas de nível da área na bacia hidrográfica. A identificação da área de abrangência das incidências dos estados da erosão acelerada presente no solo deve ser avaliada empregando-se a interpretação visual das imagens fotográficas, mediante observação estereoscópica de acordo com POLITANO (1994) e COELHO (1972). Os dados de área devem ser obtidos com o planímetro. Durante a avaliação devem ser realizadas inspeções de campo para o controle do trabalho fotointerpretativo. Os seguintes estados de erosão devem ser determinados: 0. não evidente; 1. áreas com erosão até moderada (áreas de erosão não evidente na imagem aérea (culturas); 2. áreas com erosão intensa 1 - sulcos raros ou ocasionais; 3. áreas com erosão intensa 2 - sulcos comuns; 4. áreas com erosão muito intensa - sulcos freqüentes/muito freqüentes, e 5. vossorocas, conforme POLITANO (1994) e PISSARRA (1998). (Ob: neste caso não foram discriminados os tipos de sulcos). PADRÃO FOTOGRÁFICO Para a definir a cobertura vegetal deverá ser realizada a fotointerpretação do uso e ocupação do solo, sendo delimitados através da interpretação da cobertura vegetal, pois as diferentes comunidades de plantas apresentam arquiteturas próprias definidas por uma variedade de características fisionômicas, permitindo o estabelecimento de padrões topográficos (Quadro 1).

5 Quadro 1. Uso do solo delimitado através da interpretação da cobertura vegetal, definida por características fisionômicas e padrões fotográficos. Comunidade Fisionomia Padrão fotográfico mata capoeira campo Vegetação de várzea canavial Pomar de citros Culturas não individualiza das reflorestame nto Floresta latifoliada tropical; porte arbóreo alto; caráter de impermeabilidade; cor verde escuro; alta densidade de cobertura do solo. Floresta talhada ou em regeneração; porte arbóreo baixo e arbustivo; alto teor verde escuro; alta densidade de cobertura do solo. (Campos antrópicos área de pastoreio); porte herbáceo baixo ou médio; cor verde médio claro; alta densidade de cobertura do solo. Vegetação localizada nas planícies de inundação, com espécies geralmente higrófilas; porte herbáceo e arbustivo; silhueta em moita; cor verde escuro, escuro/médio; alta densidade de cobertura do solo Comunidade antrópica com a cana de açúcar; porte herbáceo e arbustivo; silhueta em moita; cor verde claro e média; alta densidade de cobertura do solo (desenvolvido), baixa e média (novos ou soqueira); alinhamento em nível. Comunidade antrópica com plantas de laranja e limão; porte arbóreo médio/baixo e arbustivo; silhueta esférica; cor verde médio e escura; densidade de cobertura do solo média; alinhamentos retos e em nível. Áreas com culturas herbáceas não identificadas Comunidade florestal de eucalipto; porte arbóreo alto; cor verde médio e escura; densidade de cobertura do solo médio/alto; alinhamentos retos uniforme; textura média, uniforme contínua; telhado ondulado;estrutura não organizada; porte arbóreo. uniforme; textura média/fina e fina; telhado plano; estrutura não organizada; porte arbustiva ou arbóreo. Tonalidade cinza-clro (verdeclaro), claro/médio uniforme; textura muito fina; estrutura maciça; porte rasteiro. e médio;textura média e fina; telhado plano e ligeiramente ondulado; estrutura não organizada e maciça e em alinhamentos em nível; porte rasteiro e arbustivo. Tonalidade cinza-médio (verdemédio) e muito claro; textura muito fina;telhado plano; estrutura maciça e em alinhamentos em nível; porte herbáceo e arbustivo., sobre fundo muito claro/claro; textura média grossa; telhado plano; estrutura alinhada com plantas alinhadas e individualizadas, silhueta esférica; porte arbustivo e arbóreo. Tonalidade cinza-claro (verdeclaro); textura muito fina; telhado plano; porte herbáceo. uniforme; textura fina e muito fina; telhado plano; estrutura organizada em alinhamentos porte arbóreo. 5

6 Para visualizar os estados de erosão acelerada e classificá-los, utilizando o esteroscópio, deve-se observar as alterações na tonalidade e formas típicas, geralmente sulcos conforme o Quadro 2. Quadro 2. Unidades de mapeamentos dos estados de erosão delimitadas através da interpretação dos aspectos nas imagens fotográficas. 6 Unidade de mapeamento Estados da erosão acelerada 0. Erosão não evidente Erosão não aparente 1.Erosão ligeira/moderada 2. Erosão intensa 1 Erosão laminar ligeira e moderada Erosão laminar moderada e presença da erosão em sulcos raros a ocasionais 3. Erosão intensa 2 Erosão em sulcos comuns 4. Erosão muito intensa 1 5. Erosão muito intensa 2 Erosão em sulcos freqüentes e muito freqüentes Voçorocas; áreas extremamente degradadas Aspectos da imagem fotográfica Verificada somente em regiões de mata nativa e/ou reflorestamento Sem alterações relacionadas com a erosão Filamentos sinuosos claros no sentido do declive Sulcos visíveis pelas alterações típicas da forma, textura e tonalidade; freqüência comum Sulcos visíveis, abundantes Visíveis

7 7 Bibliografia AVERY, T.E. Interpretation of aerial photographs. Minneapolis:Burgess, p. CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia. São Paulo: Universidade de São Paulo, p. FRANÇA, G.V. de. Interpretação fotográfica de bacias hidrográficas e de rede de drenagem aplicada a solos da região de Piracicaba. Piracicaba: ESALQ/USP, lslp. FROST, R.E. Photointerpretation of soils. In: AMERICAN SOCIETY OF PHOTOGRAMMETRY. Manual of photographic interpretation. Washington, 196O, p HORTON, E.R. Erosional development of streams and their drainage basins: hidrophysical approach to quantitative morphology. Bull. Geol. Soc. Amer., New Haven, v.só, n.3, p O, LEMOS, R.C. de, SANTOS, R.D. dos. Manual de método de trabalho de campo. Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, p. LOPES VERGARA, M.L. Manual de fotogeologia. Madrid: Servicio de Publicaciones de la Junta de Energia Nuclear, p. MORISAWA, M.E. Quantitative geomorphology of some watersheds in the appalachian plateau. Bull. Geol. Soc. Amer., v.73, p. lo25-lo46, PENTEADO, M.M. Fundamentos de geomorfologia. Rio de Janeiro: Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 197O. 154p. POLITANO, W. Estudo da adequabilidade do emprego de bacias hidrográficas de 3 a, 2 a e 1 a. ordens de magnitude na análise morfométrica aplicada a solos. Jaboticabal: FCAV/UNESP, p. Tese... ( Livre-Docência em Topografia e Fotogrametria ). POLITANO, W. Manual do emprego de imagens aéreas na avaliação do terreno. FUNEP/FCAV-UNESP, p. RUHE, R.V. Quaternary landscapes in Iowa. Ames: Iowa State University Press, O8 p. SCHUMM, S.A. Evolution of drainage systems and slopes in bedlands at Perth Amboys, New Jersey. Bu11. Geol. Soc Amer., New Haven, v. 67, p , l956. STRAHLER, A. N. Quantitative analysis of watershed geomorphology. Trans. Amer. Geophys. Un., New Haven, v.38, p O, l957. VILLELA, S.M., MATTOS, A. Hidrologia aplicada. São Paulo: McGrawHill Book, p. Utilizar também: Periódicos eletrônicos e impressos. Trabalhos realizados por Walter Politano Utilizar a biblioteca da FCAV. Palavras chave: uso, ocupação, solo, fotointerpretação, sensoriamento remoto.