Mapeamento Costeiro. Métodos e técnicas para configurar espacialmente feições costeiras para interpretações geológicas e geomorfológicas

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1 Mapeamento Costeiro Métodos e técnicas para configurar espacialmente feições costeiras para interpretações geológicas e geomorfológicas Gilberto Pessanha Ribeiro 1,2 1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJ Faculdade de Engenharia pessanha@uerj.br 2 Universidade Federal Fluminense UFF Instituto de Geociências gilberto@vm.uff.br 1

2 Mapeamento Costeiro 1. Introdução (processos costeiros, dinâmica costeira e erosão em praias) 2. Tecnologias digitais de geoprocessamento aplicadas ao mapeamento de feições costeiras: GPS e SIG 3. Resultados com interpretação geológica e geomorfológica da erosão em Atafona 4. Discussões 2

3 1. Introdução Mapeamento Costeiro Onda Maré Vento Processos costeiros Correntes litorâneas 3

4 Onda Maré Vento Mapeamento Costeiro Dinâmica costeira Corrente litorânea associada ao transporte de sedimento Ressaca (tempestade) Agente climático 4

5 Mapeamento Costeiro Erosão acelerada de praias (fatores): Impacto humano Perda de sedimentos por deriva ou desgaste devido ao atrito dos grãos Redução no suprimento sedimentar (fundo oceânico e desaceleração da erosão) Intensificação da tempestuosidade 5

6 Mapeamento Costeiro Erosão acelerada de praias (fatores): Mudança nos ângulos de incidência de ondas Aumento do grau de saturação em água das praias devido à subida do lençol freático ou aumento da pluviosidade Subida do nível relativo do mar 6

7 Mapeamento Costeiro Feições costeiras: Planície costeira Planície de maré Planície fluvial Praia Barra Crista de (paleo)praia Pontal 7

8 Mapeamento Costeiro Feições costeiras: Esporão Tômbolo Depósito argiloso Depósito lamoso (vasa) Depósito marinho transgressivo Campo de dunas Estuário 8

9 Mapeamento Costeiro Feições costeiras: Delta Laguna Marisma (pântano salgado) Manguezal Cordão litorâneo regressivo (crista de praia, feixe de restinga, planície de restinga) Outros corpos arenosos litorâneos 9

10 Mapeamento Costeiro Estudo de caso: A erosão em Atafona tem sido relatada na imprensa local desde os anos 50. Até 2004 foram destruídas 183 casas distribuídas em 14 quadras. O fenômeno tem causas naturais e possivelmente possui influência também antropogênica. 10

11 Mapeamento Costeiro Localização geográfica Oceano Atlântico Brasil Atafona Grussaí Rio de Janeiro Imagem LANDSAT5 (EMBRAPA 2001) 11

12 Anderson G. de Almeida 12

13 Mapeamento Costeiro 2. Tecnologias digitais de geoprocessamento aplicadas ao mapeamento de feições costeiras: GPS e SIG Documentos cartográficos variados adquiridos a partir de fontes diferentes. Processamento de dados GPS e geração de banco de dados espacial no SPRING. 13

14 Mapeamento Costeiro 14

15 Mapeamento Costeiro Dados cartográficos: Imagens de satélites Fotografias aéreas GPS Bases cartográficas existentes Dados a partir de outras imagens (visões panorâmicas) 15

16 IMAGENS DE SATÉLITES Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 16

17 IMAGENS DE SATÉLITES Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 8 bandas L jpg L7 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg L5 Disponíveis as bandas 3,4, L jpg L5 Disponíveis as bandas 1,2,3,4,5 e L jpg L5 Cena disponível quadrante D. Disponíveis as bandas 3,4, L jpg L5 Disponíveis as bandas 1,2,3,4,5 e L jpg L5 Disponíveis todas as 7 bandas L jpg 17

18 Mapeamento Costeiro Imagens de satélites: * LANDSAT (cena 216/075): * LANDSAT5 e LANDSAT7 ETM+ com datas de aquisição 14/7/1997 e 29/8/1999. * LANDSAT5, composições coloridas produzidas pela EMBRAPA correspondentes às escalas 1/ , 1/ e 1/25.000, com data de aquisição 17/7/2001. * SPOT: 8 bits por pixel, aquisição: * CBERS (câmara CCD), composições coloridas com as bandas 2, 3 e 4, com datas de aquisição 3/4/2004 e 16/7/

19 Mapeamento Costeiro 19

20 Mapeamento Costeiro 20

21 Mapeamento Costeiro 21

22 Mapeamento Costeiro 22

23 Mapeamento Costeiro 23

24 Mapeamento Costeiro 24

25 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R3G2B1 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 25

26 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R3G4B5 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 26

27 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R3G5B4 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 27

28 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R5G4B3 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 28

29 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R4G5B3 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 29

30 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R4G3B2 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 30

31 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de composição colorida R1G2B3 LANDSAT7 ETM+ B1 azul B2 verde B3 vermelho B4 infravermelho próximo B5 infravermelho médio B7 infravermelho distante Resolução espacial = 30m 31

32 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul produzida a partir de cena SPOT 8 bits por pixel São João da Barra Campos dos Goytacazes Laguna de Grussaí Laguna de Iquipari Resolução espacial = 10m 32

33 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul (detalhe 1) produzida a partir de cena SPOT 8 bits por pixel Atafona (área urbana) Cordão arenoso Depósito lamoso Pluma de sedimentos Resolução espacial = 10m 33

34 Imagem do baixo Rio Paraíba do Sul (detalhe 2) produzida a partir de cena SPOT 8 bits por pixel Ilha do Lima Ilha do Graça Atafona Resolução espacial = 10m 34

35 MOSAICO DE ORTOFOTOS, ANO 2000 ESCALA 1/ Fotografias aéreas métricas ano/escala/resolução espacial: Atafona / ,8 m / ,8 m / ,8 m / ,5 m / ,0 m / ,8 m (foto) 35

36 Mosaicos fotográficos produzidos a partir de séries históricas de fotografias aéreas

37 Vetorização e análise das feições estudadas 37

38 Pontal arenoso e sua dinâmica PLANÍCIE SUL 38

39 PLANÍCIE NORTE Cristas arenosas intercaladas com depósitos lamosos; Formação de um sistema de ilhas barreiras; Ao norte de Gargaú as cristas arenosas voltam a ser semelhantes às encontradas na planície sul. 39

40 EVOLUÇÃO DA FRENTE DELTAICA AO LONGO DOS ANOS 40

41 TENDÊNCIA PROGRADACIONAL DA FRENTE DELTAICA DO RIO PARAÍBA DO SUL 41

42 Sistema de Posicionamento Global (GPS) A locação das feições costeiras deve ser feita com o sistema GPS. Modo relativo (estático para pontos de controle e cinemático para falésia e linha d`água). Base: estação com coordenadas conhecidas. 42

43 LEVANTAMENTOS GPS A locação das feições foi feita no modo diferencial tendo como base uma estação de referência. A partir desta estação principal foram estabelecidas 8 estações de controle de alta precisão, dentro de uma faixa com uma extensão de 7,5 km na zona litorânea. Mapeamento da linha d água com GPS Bruno F. Bartel 43

44 RECORTE DA ÁREA NA FRENTE EROSIVA EM ATAFONA Levantamentos DGPS cinemático e estático com janela de observação de 10 o e com taxa de armazenamento de coordenadas de 2 s. Resultado do mapeamento da falésia ativa com GPS 44

45 Mapeamento Costeiro Linhas representativas da demarcação da linha d água medida mensalmente a partir de janeiro de 2004, através do uso do sistema GPS (modo cinemático). Fotografia aérea ano de Retratação da dinâmica do pontal arenoso de Atafona. 45

46 Mapeamento Costeiro Adquirida em 1961 (DNOS) Adquirida em 8/5/2003 pelo autor 46

47 Mapeamento Costeiro Campo de dunas Adquirida em 8/5/2003 pelo autor Adquirida em 4/10/2003 pelo IBAMA-Campos 47

48 Mapeamento Costeiro Adquirida em 8/5/2003 pelo autor Adquirida em 2/5/2004 pelo autor 48

49 Mapeamento Costeiro Campo de dunas 49

50 ÁREAS ERODIDAS PARA AS ÉPOCAS ESTUDADAS ÉPOCAS ÁREAS ERODIDAS (m²) , , , ,

51 ÁREA ERODIDA ENTRE 1954/2004 No centro: recorte de fotografia aérea de 1954 À direita: mapa temático indicativo das áreas erodida e acrescida 51

52 ÁREA ERODIDA ENTRE 1954 e 2004 Recorte de fotografia aérea de

53 ÁREA ERODIDA ENTRE 1964 e 2004 Recorte de fotografia aérea de

54 ÁREA ERODIDA ENTRE 1974 e 2004 Recorte de fotografia aérea de

55 ÁREA ERODIDA ENTRE 1976 e 2004 Recorte de fotografia aérea de

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70 N N OCEANO ATLÂNTICO N 4 5 ILHA DA CRIMINOSA ILHA DO LIMA 9 I. do Peçanha 9 Ilha da Convivência Ilha das Cobras N 5 5 Ilha da Lambreta I. da Estrela Ilha do Coqueiro ILHA DO GRAÇA Ilha dos Urubus I. DAS CABRITAS 5 Praia de Atafona 4 Ilha dos Tocos Ilha do Florêncio 5 OCEANO ATLÂNTICO N Praia de GrussaÍ N E E E E E Base Cartográfica IBGE 1/ Localização de Ilhas 0 5 Km 70

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75 Mapeamento Costeiro 3. Resultados com interpretação geológica e geomorfológica da erosão em Atafona 75

76 Mapeamento Costeiro CARACTERÍSTICAS GERAIS DA PARTE SUL DA PLANÍCIE DELTAICA DO RIO PARAÍBA DO SUL Mapa da planície de cristas de praia, com base em fotos aéreas DRM (1976), na escala 1/ (1997). 76

77 Mapeamento Costeiro CARACTERÍSTICAS GERAIS DA PARTE SUL DA PLANÍCIE DELTAICA DO RIO PARAÍBA DO SUL Mapa da planície de cristas de praia, com base em mosaico de fotos aéreas (2000), na escala 1/

78 Mapeamento Costeiro Localização dos 25 furos de sondagens geológicas executadas em fevereiro/

79 Mapeamento Costeiro Detalhe de localização de 4 furos de sondagens geológicas executadas em fevereiro/

80 Mapeamento Costeiro Detalhe de localização de 3 furos de sondagens geológicas executadas em fevereiro/

81 Mapeamento Costeiro Execução de furo de sondagem geológica executada em fevereiro/

82 Mapeamento Costeiro Testemunho 82

83 Mapeamento Costeiro Estratégia para medição de variação da linha de costa: Vetorização da linha de costa e comparação entre épocas diferentes com o propósito de conhecer a tendência de sua variação posicional e inferir sobre a influência de seus agentes. 83

84 Mapeamento Costeiro 84

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89 Mapeamento Costeiro

90 Mapeamento Costeiro

91 Mapeamento Costeiro

92 Mapeamento Costeiro Indicação da mobilidade da linha de costa ao longo do tempo (1954, 1964, 1976, 2000, 2004 e 2005). 92

93 Mapeamento Costeiro 4. Conclusões Os resultados alcançados permitiram: Conhecer a dinâmica costeira local Estabelecer a configuração espacial das feições costeiras Determinar a velocidade de retrogradação da linha de costa Avaliar o processo e associá-lo a evidências de que no passado geológico erosão desse tipo já ocorreu Contribuir para apoiar projetos técnicos aplicados ao gerenciamento Costeiro 93

94 Mapeamento Costeiro 94

95 Mapeamento Costeiro Agradecimentos: IBAMA-Campos DRM-RJ Equipe de alunos dos projetos de pesquisa e apoios das agências de fomento: Atafona, RJ: avaliação do processo de erosão marinha (CNPq) Erosão marinha no delta do rio Paraíba do Sul, RJ, presente, passado e futuro, avaliação de impactos (FAPERJ) 95

96 Mapeamento Costeiro 96

97 FOTOGRAFIA AÉREA PANORÂMICA DA FOZ DO RIO PARAÍBA DO SUL ADQUIRIDA EM 08/05/2003 Atafona 97

98 PARTE DA EQUIPE NA ESTAÇÃO GEODÉSICA DE REFERÊNCIA (BASE) IGREJA NOSSA Sra. DA PENHA 98

99 FOTO PANORÂMICA DO HOTEL DO JULINHO, INTERDITADO PELA DEFESA CIVIL, NA FRENTE EROSIVA EM ATAFONA 99

100 DETALHE DA AVENIDA LITORÂNEA PARCIALMENTE DESTRUÍDA PELO MAR 100

101 FRENTE EROSIVA PRÓXIMA AO PONTAL DE ATAFONA 101

102 O MANGUEZAL TAMBÉM SOFRE COM O AVANÇO DO MAR 102

103 FOTO AÉREA DA ÁREA URBANA DO BALNEÁRIO DE ATAFONA Mai./

104 FOTO AÉREA DE PARTE DO CAMPO DE DUNAS EM ATAFONA Mai./

105 FOTO PANORÂMICA DE CASAS PARCIALMENTE DESTRUÍDAS NA FRENTE EROSIVA EM ATAFONA Jan./

106 FOTO PANORÂMICA DE CASAS PARCIALMENTE DESTRUÍDAS NA FRENTE EROSIVA EM ATAFONA Jan./

107 CONSTRUÇÃO DESTRUÍDA PELO MAR 107

108 Mapeamento Costeiro Mapeamento cartográfico oficial, na escala de 1/ , executado pela Fundação CIDE: * Base Cartográfica: auto-estrada; estrada pavimentada; estrada não pavimentada (tráfego permanente e periódico); caminho; ferrovia; limite interestadual; limite intermunicipal; limite de bacia hidrográfica; ponto trigonométrico; referência de nível; ponto cotado; linha de transmissão; oleoduto; adutora; adutora subterrânea; área urbanizada; afloramento rochoso; areia da praia; salinas; pontos notáveis; aeroporto; campo de pouso; farol; etc

109 Mapeamento Costeiro 109

110 Mapeamento Costeiro Mapeamento cartográfico oficial, na escala de 1/ , executado pela Fundação CIDE: * Uso do Solo: floresta ombrófila (Mata Atlântica); floresta estacional semidecidual; estepe arbórea; vegetação secundária (capoeira); vegetação de restinga; vegetação de mangue; vegetação de várzea; campo natural de altitude; campo/pastagem; reflorestamento; área agrícola; solo exposto; área inundável; área urbanizada; área não sensoriada. 110

111 Mapeamento Costeiro 111

112 Mapeamento Costeiro Mapeamento cartográfico oficial, na escala de 1/ , executado pela Fundação CIDE: * Mapa Síntese de Condicionantes Físico-Ambientais: restingas: alagadiços; mangues; aluviões; colinas e morrotes em sedimentos terciários; colinas e morrotes com substrato cristalino; tálus/colúvio; morros com substrato de migamatitos, gnaisses, xistos e filitos; morros com substrato granítico e alcalino; morros com substrato carbonático; montanhas e escarpas. 112

113 Mapeamento Costeiro 113