UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE INSTITUTO DE OCEANOGRAFIA PÓS-GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA FÍSICA, QUÍMICA E GEOLÓGICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE INSTITUTO DE OCEANOGRAFIA PÓS-GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA FÍSICA, QUÍMICA E GEOLÓGICA INTEGRAÇÃO ENTRE DADOS MORFOLOGICOS DO FUNDO E TERMO- HALINOS DA COLUNA D ÁGUA DA PLATAFORMA EXTERNA E TALUDE DAS BACIAS DE PELOTAS E SANTOS EM UM SIG 3D MARCELO PERES DE PINHO Prof. Dr. Lauro Júlio Calliari Orientador Prof. Dr. Lauro Saint Pastous Madureira Co-Orientador RIO GRANDE, RS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE INSTITUTO DE OCEANOGRAFIA Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Física Química e Geológica INTEGRAÇÃO ENTRE DADOS MORFOLOGICOS DO FUNDO E TERMO- HALINOS DA COLUNA D ÁGUA DA PLATAFORMA EXTERNA E TALUDE DAS BACIAS DE PELOTAS E SANTOS EM UM SIG 3D MARCELO PERES DE PINHO Eng de Computação Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica da Universidade Federal do Rio Grande, como requisito parcial à obtenção do título de MESTRE. Prof. Dr. Lauro Júlio Calliari Orientador Prof. Dr. Lauro Saint Pastous Madureira Co-Orientador RIO GRANDE RS 2009

II AGRADECIMENTOS Primeiramente gostaria de agradecer àqueles que são os maiores responsáveis por este momento. Meus queridos pais, Jorge e Nilda, que sempre lutaram para que eu tivesse o melhor dentro do possível. Agradeço pela educação e os exemplos que forjaram o meu caráter e a minha compreensão do mundo, e que me permitem, até hoje, seguir no rumo, discernindo entre o bom e o ruim, o certo e o errado. À minha amada Michele, que neste tempo em que estivemos juntos foi tudo o que poderia esperar dela. Construímos uma família e uma vida maravilhosa juntos, realizamos sonhos, dividimos alegrias e tristezas, superamos problemas e avançamos. Obrigado pelo companheirismo, incentivo, amor e compreensão. Agradeço a minha linda e amada filha Camila, que mesmo não tendo capacidade de entender o significado e a dimensão do que seja um mestrado, representou um imenso fator motivador para a conclusão deste trabalho. Peço desculpas pelos momentos de ausência e agradeço a compreensão pelos mesmos. Ao meu Co-orientador e amigo Lauro Saint Pastous Madureira, que neste meu longo período no laboratório, investiu tempo e paciência para que um Engenheiro de Computação metido a Oceanólogo aprendesse algo sobre a Oceanografia. Agradeço a confiança e a orientação. Agradeço ao meu Orientador Lauro Júlio Calliari, por ter aceitado a tarefa de orientar um desconhecido. Obrigado pelas sugestões e pelas discussões que, sem dúvida, agregaram qualidade a este trabalho, principalmente nas etapas finais. À Oceanóloga Carla Aseff, pelos scripts mágicos que solucionaram vários problemas e pouparam dias valiosos, e pela inestimável ajuda (ao vivo e pelo msn) com os dados ambientais. Ao Oceanólogo Christian Ferreira dos Santos, pela ajuda com os dados batimétricos lá no inicio de tudo. Agradeço ao Prof. Dr. Manuel Haimovici, pelos dados de pesca com espinhel de fundo utilizados neste trabalho. Aos amigos do Laboratório de Tecnologia Pesqueira e Hidroacústica: Antônio Carlos, Neiva, Stefan, Carol, Marcelo, Denis, Paloma e Nayara, pela ajuda, pelas dicas, pelos momentos de descontração, geralmente, na pausa para o cafezinho forte da Neiva e também por me manterem sempre atualizado com todos os problemas que um computador é capaz de gerar.

III Ao professor Gilberto Griep, pela atenção e por oferecer condições para a realização do trabalho e a Professora Maria Isabel Machado, pelo incentivo e por estar sempre disposta a ajudar. Agradeço a Universidade Federal do Rio Grande, por ter me proporcionado uma educação superior de qualidade, bem como aos professores, funcionários e colegas que passaram pela minha vida durante todos esses anos, em especial ao Programa de Pós- Graduação em Oceanografia Física Química e Geológica, seus professores e funcionários. A todos que participaram, direta ou indiretamente, deste trabalho e, ao seu modo, foram importantes nesta caminhada. Agradeço ao PRH-27 e a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Bicombustíveis (ANP) pelo apoio financeiro.

IV SUMÁRIO LISTA DE TABELAS... VI LISTA DE FIGURAS... VII LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS... XI RESUMO... XIII ABSTRACT... XIV 1. INTRODUÇÃO... 15 1.1. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE SIG (SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA)... 15 1.2. SIG 3D... 16 1.3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO... 20 1.3.1. Caracterização geológica... 21 1.3.2. Caracterização hidrodinâmica... 22 1.4. OBJETIVOS... 24 2. MATERIAIS E MÉTODOS... 25 2.1. MAPA BATIMÉTRICO... 27 2.1.1. Dados acústicos... 27 2.1.2. Dados de altimetria por satélite... 29 2.1.3. Processamento dos dados batimétricos... 31 2.2. DADOS AMBIENTAIS... 31 2.3. FACIOLOGIA... 34 2.4. REFLETIVIDADE DO FUNDO... 35 2.5. DADOS DE PESCA DE FUNDO E A SEDIMENTOLOGIA... 36 2.6. MODELAGEM 3D... 38 2.6.1. A linguagem X3D para descrição de ambientes virtuais 3D... 38 2.6.2. Preparação dos dados e geração do mapa batimétrico 3D... 38 2.6.3. Preparação e inserção dos dados ambientais na representação 3D... 39 2.6.4. Visualização da representação 3D... 41

V 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 42 3.1. REPRESENTAÇÃO 3D INTERATIVA DE DADOS OCEANOGRÁFICOS... 42 3.2. MAPA BATIMÉTRICO... 46 3.2.1. Dados acústicos... 46 3.2.2. Dados de altimetria por satélite... 46 3.2.3. A malha batimétrica final e a qualidade dos dados utilizados.... 47 3.2.4. Feições de fundo identificadas na área de estudo... 50 3.3. CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL... 55 3.3.1. Dados ambientais e a representação 3D... 55 3.3.2. Massas d água na área de estudo... 58 3.3.3. Processos Oceanográficos na área de estudo... 61 3.4. A FACIOLOGIA O BSBS E A PRESENÇA DE FOSFORITA... 76 3.5. DADOS DE PESCA DE FUNDO E A SEDIMENTOLOGIA... 100 4. CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS... 105 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 111 ANEXO - A LINGUAGEM X3D... 119

VI LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Dados referentes aos cruzeiros de prospecção acústica pesqueira.... 27 Tabela 2 - Limites termohalinos utilizados na classificação das massas d água (adaptado de Möller et al. 2008).... 33 Tabela 3 - Informações dos lances de pesca de espinhel de fundo utilizados no trabalho... 37 Tabela 4 - Número de leituras acústicas por faixa batimétrica.... 46 Tabela 5 - Correlação entre faixas de reflexão acústica de fundo e a classificação sedimentar segundo diagrama triangular tipo Shepard.... 77 Tabela 6 - Principais características da GeoVRML.... 119

VII LISTA DE FIGURAS Figura 1 A mesma região geográfica representada em 2D (a) e 3D (b).... 17 Figura 2 Mapa mostrando a área de estudo e o desenho amostral dos cruzeiros REVIZEE pelágicos... 20 Figura 3 Fluxograma com as diferentes etapas do trabalho e a sequência lógica de desenvolvimento do mesmo.... 26 Figura 4 Cruzeiros de prospecção acústica pesqueira.... 28 Figura 5 Medição batimétrica através da variação de altura da superfície do oceano (altimetria por satélite).... 30 Figura 6 Estações de coleta de dados ambientais dos cruzeiros REVIZEE pelágicos.... 32 Figura 7 Carta de sedimento de fundo elaborada com os dados de Dias et al., 2004.... 34 Figura 8 - Lances de pesca com espinhel de fundo utilizados no trabalho. Os círculos laranja indicam a posição dos lances com presença de Peixe-Batata, os amarelos lances com presença de Cherne-Poveiro e os azuis lances com presença de ambos.... 36 Figura 9 Trecho do código X3D para inserção dos perfis de temperatura e salinidade na representação 3D.... 40 Figura 10 Janela de execução do visualizador de ambientes virtuais Xj3D.... 41 Figura 11 - Sequência ilustrando a dinâmica de navegação na representação 3D, desde a visão geral (a) até a visão em detalhe (d).... 45 Figura 12 Visão geral (a) e em detalhe (b) do mapa batimétrico base.... 48 Figura 13 Visão geral (a) e em detalhe (b) do mapa batimétrico 3D, sobreposto com dados sedimentológicos.... 49 Figura 14 Cone do Rio Grande.... 51 Figura 15 Platô do Rio Grande.... 51 Figura 16 Platô ao largo de Florianópolis.... 52 Figura 17 Platôs ao largo e ao norte de Paranaguá.... 52 Figura 18 Platô ao largo de Cabo Frio.... 53 Figura 19 Platô de São Paulo.... 53 Figura 20 Feições de fundo com a face sul mais íngreme em relação à norte, indicando maior retirada de sedimento na face sul.... 54

VIII Figura 21 Feições de fundo ao norte de Paranaguá, com face norte mais íngreme em relação à sul, indicando maior retirada de sedimento na face norte.... 54 Figura 22 Perfis de temperatura (a) e salinidade (b) gerados a partir de três estações de CTD para o Cruzeiro REVIZEE 1 e posteriormente inseridos na representação 3D da área de estudo.... 56 Figura 23 - Visão geral do mapa 3D com perfis de temperatura.... 56 Figura 24 Visão em detalhe, com perfis de temperatura (a) e salinidade (b) do Cruzeiro REV1, além de dados batimétricos e sedimentológicos.... 57 Figura 25 Diagramas TS dos cruzeiros REVIZEE 1 (a) e (b), 2 (c) e (d) e 3 (e) e (f), para as áreas ao norte e ao sul do Cabo de Santa Marta.... 59 Figura 26 Perfil de temperatura ao largo de Cabo Frio ilustrando estrutura com água fria (em torno de 17 C) subindo aos 70m.... 62 Figura 27 Núcleo de ACAS em 70 metros de profundidade na plataforma média ao sul de São Sebastião.... 63 Figura 28 Águas frias (a) e pouco salinas (b) ao sul de São Sebastião e ao largo de Cananéia.... 64 Figura 29 Águas frias (a) e pouco salinas (b) cobrindo a plataforma sul.... 65 Figura 30 PRP intensamente presente no extremo sul da área de estudo.... 66 Figura 31 Processo de enriquecimento observado ao largo de Cabo Frio durante o Cruzeiro REVIZEE 2.... 67 Figura 32 - Ressurgência de ACAS na quebra de plataforma ao largo de São Francisco do Sul. (a) temperatura (b) salinidade.... 69 Figura 33 Águas de plataforma ao sul de São Sebastião e presença de ACAS sobre a plataforma média e externa.... 70 Figura 34 Lente de águas mais frias (a) e de baixa salinidade (b) sobre a plataforma, ao largo do Rio Grande RS.... 71 Figura 35 Processo de enriquecimento observado ao largo de Cabo Frio durante o Cruzeiro REVIZZE 3.... 72 Figura 36 - Águas costeiras ao largo de Paranaguá durante o Cruzeiro REVIZEE 3.... 73 Figura 37 Águas de plataforma ao sul do Cabo de Santa Marta.... 74

IX Figura 38 Presença de águas da PRP e do Sistema Lagoa dos Patos/Mirim no extremo sul da área de estudo.... 75 Figura 39 - Diagrama Triangular tipo Shepard, modificado de Shepard (1954)... 77 Figura 40 Carta de sedimento de fundo sobreposta com dados de reflexão acústica de fundo adquiridos durante o Cruzeiro REVIZEE 3.... 78 Figura 41 Visão geral (a) e em detalhe (b) do mapa batimétrico 3D com sobreposição de dados sedimentológios e de reflexão acústica de fundo.... 79 Figura 42 Fundos duros e com alta refletividade acústica ao largo de Cabo Frio.... 80 Figura 43 Fundos duros e com alta refletividade acústica ao largo da Ilha de São Sebastião.... 80 Figura 44 Fundos pouco duros e com baixa refletividade acústica ao largo de Cananéia. 81 Figura 45 Área com baixo BSBS e fundo lamoso ao sul do Cabo de Santa Marta.... 81 Figura 46 Área com baixo BSBS e fundo lamoso ao largo do Rio Grande.... 82 Figura 47 Perfis 02, 06 e 08, localizados próximo a Cabo Frio e com características compatíveis com a presença de fosforita.... 83 Figura 48 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 02.... 83 Figura 49 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 06.... 84 Figura 50 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 08.... 85 Figura 51 Perfis 28 a 30 e 32 a 36, localizados ao largo do Cabo de Santa Marta Grande, e com características compatíveis com a presença de fosforita.... 86 Figura 52 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 28.... 87 Figura 53 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 29.... 88 Figura 54 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 30.... 89 Figura 55 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 32.... 90 Figura 56 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 33.... 91 Figura 57 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 34.... 92 Figura 58 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 35.... 93 Figura 59 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 36.... 94

X Figura 60 Provável fundo fosfático, registrado durante o Cruzeiro REVIZEE 6, realizado no verão de 1999, próximo ao Cabo de Santa Marta Grande.... 96 Figura 61 Provável fundo fosfático, registrado durante o Cruzeiro REVIZEE 6, realizado no verão de 1999, próxima ao Cabo de Santa Marta Grande.... 96 Figura 62 Provável fundo fosfático, registrado durante o Cruzeiro REVIZEE 6, realizado no verão de 1999, próxima ao Cabo de Santa Marta Grande.... 97 Figura 63 Perfis 49 e 50 localizados entre o Rio Grande - RS e o Chuí - RS e com características compatíveis com a presença de fosforita.... 98 Figura 64 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 49.... 98 Figura 65 Ecoperfil de refletividade acústica de fundo (BSBS) do Perfil 50.... 99 Figura 66 Visão geral da localização dos lances de pesca com espinhel de fundo, sobre o mapa batimétrico 3D e a carta sedimentológica.... 100 Figura 67 Lances de pesca com espinhel de fundo realizados ao largo do Chuí RS... 101 Figura 68 Lances de pesca com espinhel de fundo realizados ao largo do Albardão.... 101 Figura 69 Lances de pesca com espinhel de fundo realizados ao largo do Rio Grande. 102 Figura 70 - Lances de pesca com espinhel de fundo realizados ao largo de Mostradas.... 103 Figura 71 Script Olá Mundo! em X3D.... 120 Figura 72 Representação 3D gerada pelo código da Figura 72.... 121

XI C Graus Celsius LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 2D 3D AC ACAS AIA API ASA ASAP ASCII ASTP AT BNDO BSBS CaCO 3 CB CM CPRM CST CTD db DHN GeoVRML GIS GMT GPS Bidimensional Tridimensional Água Costeira Água Central do Atlântico Sul Água Intermediária Antártica Aplicattion Programming Interface Água Sub-Antártica Água Sub-Antártica de Plataforma American Standard Code for Information Interchange Água Sub-Tropical de Plataforma Água Tropical Banco Nacional de Dados Oceanográficos Bottom Surface Backscattering Strentgh Carbonato de Cálcio Corrente do Brasil Corrente das Malvinas Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (Serviço Geológico do Brasil) Convergência Sub-Tropical Conductivity, Temperature and Depth Decibel Diretoria de Hidrografia e Navegação Geographic Virtual Reality Modeling Language Geographic Information System Generic Mapping Tools Global Positioning System

XII ISO IUCN LEPLAC m mn NE P 2 O 5 PADCT PNAP PR PRP REVIZEE ROV RS SC SIG SP TS UTM VRML X3D XML ZEE International Standards Organization União Internacional para Conservação da Natureza Levantamento da Plataforma Continental Brasileira Metro Milha náutica Nordeste Fosfato Programa de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico Plano Estratégico Nacional de Áreas Protegidas Paraná Pluma do Rio da Prata Recursos Vivos da Zona Econômica Exclusiva Remotely operated vehicle Rio Grande do Sul Santa Catarina Sistema de Informação Geográfica São Paulo Temperatura e Salinidade Universal Transverso de Mercator Virtual Reality Modeling Language Extensible 3D Extensible Markup Language Zona Econômica Exclusiva

XIII RESUMO A imensa capacidade de processamento e armazenamento de dados dos computadores atuais permite o uso do geoprocessamento e da realidade virtual. Apesar disto, e do considerável volume de dados oceanográficos disponíveis no Brasil, não se tem noticia de mapas que integrem estas informações em um ambiente computacional único, tridimensional e dinâmico, com possibilidade de interferência e interação direta do usuário. O conhecimento das características ambientais e do fundo é fundamental para diversas atividades ligadas a Oceanografia, Engenharia Oceânica, órgãos de defesa ambiental e, especialmente, a indústria do petróleo, que necessita de informações para Diagnóstico Ambiental e avaliação de recursos, além de ferramentas para visualização primária de regiões de interesse. Neste trabalho foram integrados em um SIG (Sistema de Informação Geográfica) 3D, dados sedimentológicos e de refletividade acústica do fundo, além de dados termo-halinos, obtidos em 479 estações oceanográficas realizadas em três cruzeiros, entre o Chuí-RS (34 S) e o Cabo de São Tomé-RJ (22 S). A malha batimétrica foi gerada a partir de 5.397,090 leituras, provenientes de seis cruzeiros de prospecção acústica, altimetria por satélite e navios de ocasião. A partir desta malha foi gerada uma representação 3D do fundo marinho da área de estudo, utilizando-se a linguagem para descrição de ambientes tridimensionais interativos X3D. Feições de fundo como o Cone do Rio Grande, o Terraço do Rio Grande, e o Platô de São Paulo, foram identificadas nos mapas batimétricos. A partir dos dados ambientais foram identificadas as massas d água e as principais feições oceanográficas. O potencial de tipos de fundo associadas a depósitos minerais foi avaliado com o cruzamento entre dados de refletividade acústica do fundo e a distribuição sedimentológica e pelo mapeamento de características oceanográficas associadas a fenômenos de ressurgências. Também foi avaliada a relação entre dados de captura com espinhel de fundo e a sedimentologia. O SIG 3D se mostrou vantajoso se comparado às representações estáticas bidimensionais, que limitam o observador a pontos de visão nem sempre favoráveis a observação de detalhes e a interpretação das informações. A transmissão de informações para usuários não familiarizados com o ambiente e as informações sob análise se mostrou eficiente, confirmando a versatilidade da representação 3D e demonstrando que a mesma não é somente uma forma atraente de visualização de dados, mas, efetivamente, uma ferramenta potencial para fins educativos e de tomada de decisões. Palavras chave: Geoprocessamento, Visualização 3D, X3D, SIG, Petróleo.

XIV ABSTRACT The huge capacity of data storage and processing of the current computers makes virtual reality and geoprocessing a valuable tool in science. Considering this facility and the considerable volume of oceanographic data available in Brazil, there are no reports of mapping tool that integrate such information in a single, three-dimensional and dynamic computational environment, with the possibility of interference and direct interaction user in the interpretation of oceanographic information. The knowledge of the environmental and bottom characteristics is essential for several activities related with Oceanography, Ocean Engineering, environmental defense agencies and, specially, the oil industry, which gathers data for Environmental Diagnostics and resources evaluation, beyond tools for primary visualization of interest regions. This work integrates in a GIS (Geographic Information System) 3D, sedimentological and seabed acoustics reflectivity information and oceanographic data from 479 stations carried out in three cruises, between Chuí-RS (34 S) and Cape São Tomé RJ(22 S). The bathymetric grid was built from 5.397,090 recordings from six cruises of acoustics assessment as well as satellite altimetry and ships of opportunity data. From this grid a 3D virtual representation of the seabed of the study area was generated, using the language for description of three-dimensional interactive environments X3D. Bottom features such as Rio Grande Cone, Rio Grande Terrace and São Paulo Plateau, were identified. Water masses and major oceanographic features were identified from the environmental data set. Geological structures potentially associated with mineral deposits were investigated integrating seabed acoustics reflectivity data and sedimentology distribution, as well as oceanographic features associated with enrichment process, such as upwelling. Also, the relationship between fish catch data from bottom longline fishing and sedimentology was assessed. The GIS 3D proved to be a more valuable tool than static two-dimensional representations which often limit the observer to viewpoints not always favorable to the observation of details and interpretation of information. The integration of a large number of complex variables in this work generated a product which facilitates the interpretation of oceanographic information to users not familiar with the marine environment. This confirms the versatility of the 3D representation and demonstrates that it is not only an attractive way of displaying data, but effectively, a tool with potential application to education and environmental decision making. Keywords: Geoprocessing, 3D Visualization, X3D, GIS, Oil.

15 1. INTRODUÇÃO 1.1. Considerações gerais sobre SIG (Sistema de Informação Geográfica) A intensiva atividade humana sobre o meio ambiente tem gerado um aumento expressivo na demanda por tecnologias que auxiliem o manejo ambiental. A necessidade de informação referente à localização geográfica de propriedades, recursos minerais, animais e vegetais sempre esteve presente e é parte importante nas sociedades organizadas. No entanto, até pouco tempo, a obtenção desses dados era complexa e o seu armazenamento consistia apenas na geração de documentos e mapas em papel. O advento da informática e o seu rápido desenvolvimento tornaram possível o armazenamento de grandes quantidades de informação e facilitou imensamente a sua representação, abrindo espaço para o geoprocessamento. Nesse contexto, os sistemas do tipo SIG surgiram e têm evoluído de simples auxiliares para a confecção de mapas a importantes ferramentas de auxilio a tomada de decisão, extração de informação e gerenciamento de recursos naturais renováveis e não renováveis. SIG s possuem uma ampla gama de aplicações e por isso podem ter diferentes definições de acordo com essas aplicações. Segundo Câmara et al. (1996), definições de SIG refletem, cada uma à sua maneira, a multiplicidade de usos e visões possíveis desta tecnologia e apontam para uma perspectiva interdisciplinar de sua utilização. Em um SIG a apresentação de dados tem papel relevante na extração de informações. Ela é usada para visualizar o problema, possibilitando observar, manipular e estudar os relacionamentos geográficos envolvidos, e também pode apresentar alternativas à solução do problema considerado (EGENHOFER, 1990). Segundo conceitos de Arono (1989) e Bull (1994), SIG s são sistemas automatizados usados para armazenar, analisar e manipular dados geográficos, ou seja, dados que representam objetos e fenômenos em que a localização geográfica é uma característica inerente à informação e indispensável para analisá-la. Adicionalmente, Laurini & Thompson (1992), sugeriram que SIG s são ferramentas projetadas para coletar, manipular e apresentar grandes volumes de dados espaciais. O termo espacial, neste sentido, se refere a dados que descrevem o espaço, referenciando alguma localização física. Em particular, quando são localizáveis na Terra (na superfície, acima ou abaixo dela), são ditos geográficos. Câmara & Davis (2001), definem SIG como uma ferramenta computacional para geoprocessamento que permite realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas

16 fontes e ao criar bancos de dados geo-referenciados. SIGs tornam possível automatizar a produção de documentos cartográficos. No mundo empresarial, muitas vezes, organizações que lidam com diferentes tipos de informações, costumam utilizar procedimentos de tomada de decisão a fim de reduzir incertezas e aumentar suas chances de sobrevivência no mercado. Segundo Gaddy (2003) estas organizações necessitam transformar dados brutos, números, em informação, que nada mais é do que os dados acrescidos de um significado. A informação, por sua vez, acrescida da percepção humana, torna-se conhecimento, que é base para a decisão. Segundo Laundon & Laudon (1996), citados por Gaddy (2003), um sistema de informação pode ser definido, tecnicamente, como um conjunto de componentes interrelacionados que colecionam, processam, armazenam e distribuem informação para apoiar à tomada de decisão e controle de uma organização. Além de apoiar a tomada de decisão, controle e coordenação, sistemas de informação também podem ajudar os gerentes e trabalhadores a analisar problemas, visualizar assuntos e situações complexas, e criar produtos novos. Assim, de modo extremamente simplista, pode-se dizer que a implementação de um SIG pode ser considerada quando a questão a ser respondida, ou o problema a ser solucionado por um sistema computacional, envolva a localização espacial de determinado dado ou informação. 1.2. SIG 3D Sabe-se que grande parte dos neurônios humanos estão envolvidos com o processo da visão e que imagens em 3D facilitam a interpretação por parte do cérebro, uma vez que aproximam a representação à experiência cotidiana do usuário no mundo real, favorecendo assim, a percepção da representação de modo natural (FOSSE et al., 2003; JOBST, 2004). Quando analisamos a representação de um ambiente tridimensional em apenas duas dimensões, o relevo de uma região, por exemplo, forçamos a mente a primeiro construir um modelo conceitual antes de fazer qualquer tipo de análise (FOSSE et al., 2003). Isto requer habilidade por parte do usuário e ainda mais por parte do profissional que queira gerar a representação, pois este deseja que o usuário interprete as informações de modo correto. A Figura 1 ilustra a questão da representação bi e tridimensional. Na figura a mesma região geográfica é representada das duas formas. A representação tridimensional mostra-se mais informativa e de fácil interpretação, além de ser visualmente mais atrativa.

17 (a) (b) Fonte: FERREIRA et al. (2005) Figura 1 A mesma região geográfica representada em 2D (a) e 3D (b).

18 A tecnologia atualmente disponível abre a possibilidade de preparar e produzir mapas que possam ser visualizados de diferentes ângulos em relação ao plano horizontal, abandonando a restrição de apenas um ponto de vista na vertical, no qual se baseiam os princípios cartográficos vigentes. Com isto, pontos de vista que antes eram conhecidos apenas em mapas em perspectiva e mapas panorâmicos são hoje inerentes aos modelos tridimensionais (FOSSE et al., 2006). O avanço da informática observado nas últimas décadas gerou um incremento significativo nas capacidades de processamento e armazenamento de dados dos computadores pessoais. Este avanço possibilitou aos usuários usufruir das vantagens de ferramentas como o geoprocessamento e a realidade virtual, o que proporcionou um novo desafio que é representar o mundo real, tridimensional, em um ambiente computacional no qual não se está limitado a uma representação convencional estática, mas dinâmica, com possibilidade de interferência e interação direta do usuário. Tal característica enquadra-se com o que se espera dos ambientes do tipo SIG, cujo principal objetivo é proporcionar ao usuário um ambiente interativo e de fácil manuseio, no qual ele pode, a partir do cruzamento de diversos dados e informações georreferenciadas, identificar áreas de interesse, fazer suposições e testar hipóteses. Alguns trabalhos têm sido desenvolvidos visando a criação de sistemas de visualização de dados geográficos utilizando diferentes linguagens de descrição 3D. Dentre essas linguagens destaca-se a X3D (Extensible 3D) (DALY & BRUTZMAN, 2007), sucessora da VRML (Virtual Reality Modeling Language) (VRML, 2007) e da sua extensão para modelagem de dados geográficos, a GeoVRML (GeoVRML, 2007). O X3D é o único padrão totalmente aberto disponível, que provê suporte para renderização e animação interativa de gráficos 3D em tempo real, proporcionando grandes avanços para a modelagem de ambientes tridimensionais, com melhorias no tratamento de texturas e interatividade com o usuário, além da inclusão do componente geoespacial, com funcionalidades voltadas diretamente para a representação de dados geográficos. O grupo de pesquisa X3D Earth (WEB3D CONSORTIUM, 2006) tem trabalhado na construção de um modelo de fundo 3D do planeta Terra, a partir de dados e imagens públicas e privadas disponíveis utilizando a tecnologia X3D. O grupo pretende que o modelo funcione independente de plataforma computacional e que sejam utilizados padrões, extensões e processos livres.

19 Fairbairn & Parsley (1997) exploraram as possibilidades e implicações da representação espacial usando ferramentas de realidade virtual, introduzindo o uso da VRML para representações cartográficas em três dimensões. Moore et al. (1999) utilizaram a linguagem de programação orientada a objetos Java, para criar uma interface espacial para prover informação e interação com modelos geográficos tridimensionais criados em VRML. A GeoVRML foi utilizada por McCann (2004) para produzir um sistema com representações 3D geoespacialmente precisas de áreas do noroeste do Oceano Pacifico e da Baía de Monterey. Além da representação geográfica, o sistema incluía dados como a navegação da embarcação e dos ROVs utilizados, mapas batimétricos das áreas estudadas, coleções de espécimes geológicos e biológicos, entre outros. O sistema desenvolvido proporcionou maior velocidade e eficiência na análise integrada dos dados, sendo muito bem recebido pelos usuários, uma vez que não representava somente uma visualização mais atraente da informação disponível, mas funcional, a partir da qual se poderia correlacionar, espacialmente, as diversas informações. Segundo o autor, a reunião de vários conjuntos de dados de diferentes naturezas, em um sistema comum de visualização, eficiente e de fácil manuseio, representa um grande desafio. A capacidade de geração de conteúdo 3D animado e interativo foi demonstrado por Gelautz et al. (2004). Os autores utilizaram a X3D para gerar uma visualização geocientífica tridimensional do Vulcão Kilauea no Hawaii. Thurmond et al. (2005) descreveram as vantagens de se utilizar a VRML para a construção de representações 3D complexas, as quais poderiam ser visualizadas em software livre, possibilitando o estudo de afloramentos geológicos de modo simples. Os autores destacam que representações 3D facilitam o entendimento das relações complexas entre dados de diferentes naturezas e que a necessidade deste tipo de visualização e interpretação de dados é freqüente em geociências. A percepção dos usuários sobre representações cartográficas tridimensionais foi estudada por Fosse et al. (2006). Os autores utilizaram a VRML para modelagem cartográfica tridimensional da área de estudo e tiveram por objetivo inferir futuras proposições para o projeto e construção destas representações, avaliando questões como navegação e visualização de informações. O uso da X3D no desenvolvimento de modelos 3D para a Web foi verificado por Hetherington et al. (2006). O método desenvolvido demonstrou o potencial desta tecnologia

20 para combinar diferentes tipos de dados, como geometrias 3D e dados temporais, e sua aplicação em muitos campos de visualização, no caso do trabalho, a arqueologia. 1.3. Caracterização da área de estudo A área de estudo foi a Margem Continental Sul Brasileira limitada ao sul pelo Chuí- RS (33 45 S) e ao norte pelo Cabo de São Tomé - RJ (22 00 S), na região que compreende às bacias de Pelotas e Santos. A Figura 2 ilustra a área de estudo. Figura 2 Mapa mostrando a área de estudo e o desenho amostral dos cruzeiros REVIZEE pelágicos. A linha azul representa o desenho amostral da série de cruzeiros de prospecção acústica REVIZEE (Recursos Vivos da Zona Econômica Exclusiva), nos quais foram adquiridos dados batimétricos, de refletividade acústica do fundo e ambientais (temperatura e salinidade) que foram utilizados na dissertação. A derrota dos cruzeiros cobriu a região da plataforma externa e talude entre profundidades de 100 a 2000 metros.

21 1.3.1. Caracterização geológica A Margem Continental Brasileira é do tipo Atlântico, caracterizada pela estabilidade tectônica e províncias fisiográficas bem desenvolvidas, sendo as principais a plataforma continental, o talude e o sopé continental (COUTINHO, 1996). Segundo Zembruski (1979), em toda a região sul a margem é caracterizada por províncias normalmente amplas, de gradientes um tanto suaves. A quebra de plataforma, de forma geral, não é muito notória, e a borda tem configuração geral arredondada ou com estreitos terraços de abrasão marinha. O talude é suave, de perfil ligeiramente côncavo. A margem continental sul brasileira enquadra-se numa categoria genérica construcional ou deposicional. A plataforma da Margem Continental Sul Brasileira compreendida entre o Chuí e o Cabo de São Tomé é bastante larga, sendo o terceiro trecho mais largo do Brasil, ficando atrás somente daquele imediatamente à frente do Rio Amazonas e do Platô de Abrolhos. As feições morfológicas observadas sobre esta, apresentam-se, em linhas gerais, bastante homogêneas (ZEMBRUSCKI, 1979). A largura máxima da plataforma na região é de 230 km na altura de Santos e a mínima, 50 km, no setor entre o Cabo de São Tomé e Cabo Frio, com uma média de 130 km. A quebra da plataforma continental nesta região se dá, em média, nos 120 metros de profundidade, com o máximo ocorrendo ao sul de Santos e região de Tramandaí e o mínimo localizado à altura da Lagoa Mangueira (ZEMBRUSCKI, 1979). A borda da plataforma e o talude não se apresentam cortados por muitos cânions, com exceção do vale do Rio Grande (COUTINHO, 1996). ZEMBRUSCKI (1979) citando CURRAY (1966) e FAIRBRIDGE (1966), diz que o talude da região sul caracteriza-se, de modo geral, por apresentar perfil côncavo, largura típica de moderada a ampla com baixos gradientes de declividade, a largura é relativamente homogênea, variando, com maior freqüência, entre 120 e 150 km, com algumas exceções, como no Embaiamento de São Paulo e ao largo de Mostardas com 70 km, e no Cone e Terraço do Rio Grande, onde o talude fica reduzido quase só à porção superior, com larguras não muito acima de 40 Km. A porção sul da Margem Continental Brasileira é caracterizada pela presença de províncias secundárias associadas a elevações e irregularidades do fundo oceânico. Destacam-se entre elas os platôs de São Paulo e Rio Grande, o cone de Rio Grande, o leque submarino de São Tomé e os Vales do Rio Grande, situados ao largo de Cabo Frio e ao sul do Cone do Rio Grande (ZEMBRUSCKI, 1979).

22 A distribuição sedimentar da margem continental sul-riograndense foi descrita nos trabalhos de Martins et al. (1972), Corrêa & Abreu (1984), Corrêa (1987) e Martins et al. (1985), enquanto Corrêa & Villwock (1996) analisaram a distribuição sedimentar da margem continental sul brasileira desde o Cabo Frio até o Chuí. Os mapas de distribuição de sedimento gerados recentemente por Figueiredo & Madureira (2004), revelaram que a plataforma continental brasileira apresenta uma ampla distribuição de areias com predomínio de sedimentos de maior granulometria ao norte de Cabo Frio, com presença, principalmente, de cascalho e areia cascalhosa, devido ao predomínio da sedimentação carbonática. A plataforma continental na sua porção sul e nas proximidades da baía da Ilha Grande apresenta bolsões de areia lamosa e lama arenosa. A plataforma interna e média desde a Ilha de São Sebastião até a cidade do Rio Grande é dominada por lamas, com exceção na plataforma continental média ao longo da cidade de Paranaguá, onde há a presença de sedimentos de granulometria de areia lamosa e em frente à Lagoa dos Patos onde há o predomínio de sedimentos de granulometria de lamas arenosas na plataforma média (FIGUEIREDO & MADUREIRA, 2004). Toda a plataforma interna da região central da área de estudo é recoberta, principalmente, por areia, com pequenas ocorrências da areia lamosa e areia cascalhosa, com o mesmo ocorrendo na plataforma média e externa onde o predomínio é de lama (FIGUEIREDO & MADUREIRA, 2004). No talude, de modo geral, o predomínio é das lamas com ocorrência de lamas arenosas em regiões próximas à quebra da plataforma. Quanto a composição dos sedimentos a análise de Figueiredo & Madureira (2004) mostrou que ao sul da Ilha de São Sebastião a plataforma continental tem predomínio de sedimentos litoclásticos, passando a biolitoclásticos nas regiões mais profundas. Os sedimentos bioclásticos apresentam-se distribuídos em faixas maiores e mais continuas ao norte da Ilha de São Sebastião recobrindo a plataforma continental externa média e interna. Ocorrem associados a sedimentos litobioclásticos e com manchas isoladas de sedimentos biolitoclásticos, principalmente entre Cabo Frio e a Ilha de São Sebastião. Ao sul da Lagoa dos Patos a plataforma continental é caracterizada pelo baixo percentual de CaCO 3, sendo recoberta, principalmente, por sedimentos litoclásticos (FIGUEIREDO & MADUREIRA, 2004). 1.3.2. Caracterização hidrodinâmica A hidrodinâmica da área de estudo é dominada pela ação dos ventos sobre a plataforma interna e pela corrente do Brasil no domínio externo (CASTRO et al., 1987). No

23 verão a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) penetra na camada profunda em direção à costa, atingindo, muitas vezes, a parte mais interna da plataforma continental (CASTRO et al., 2006). No inverno essa massa de água afasta-se em direção à quebra da plataforma continental, aumentando a largura da banda costeira onde a Água Costeira (AC) é predominante (CASTRO et al., 2006). A intrusão da ACAS também é influenciada pela variabilidade de mesoescala da Corrente do Brasil, que pode alterar o padrão de circulação das massas d água na plataforma continental sudeste. (BRAGA & NIENCHESKI, 2006). As massas d água presentes na costa sudeste sul do Brasil, apresentam amplitudes significativas de variação, sobretudo em função da sazonalidade e dinâmica das mesmas (BRAGA & NIENCHESKI, 2006). A plataforma interna é ocupada pela Água Costeira (AC), cujas propriedades termohalinas variam sazonalmente em função da descarga de água doce da Lagoa dos Patos e do Rio da Prata (GARCIA, 1998). No verão a diferença de temperatura é bastante pronunciada, com surgimento de uma termoclina pouco profunda e a identificação da ACAS na camada inferior (BRAGA & NIENCHESKI, 2006). Águas mais salinas, características de Água Tropical (AT), estão presentes na camada superior, pouco profunda, do domínio externo da plataforma, onde existe forte influencia da ACAS nas camadas inferiores. Estas águas mais salinas separam as águas da plataforma intermediária da plataforma externa (CASTRO et al., 2006). A região sudeste, limitada ao sul pelo Cabo de Santa Marta Grande, recebe pouco aporte continental devido ao fato dos grandes rios fluírem para o oeste, desaguando na Bacia do Rio Paraná, que por sua vez desemboca no Rio da Prata. Contudo, no inverno, pode sofrer ainda a influência de águas de baixa salinidade oriundas do Estuário do Rio da Prata e em menor proporção de águas do Estuário da Lagoa dos Patos, além de águas de origem Subantártica (MIRANDA & KATSURAGAWA, 1991). A frente térmica conhecida como Convergência Subtropical (CST), formada pela interação entre a Corrente do Brasil (CB) que flui para o sul transportando Água Tropical, e a Corrente Patagônica (PIOLA, 2000), que flui para o norte transportando Água Subantártica (ASA), influência diretamente a circulação na região sul da área de estudo do Chuí ao Cabo Santa Marta Grande (EMILSON, 1961 citado por GARCIA, 1998). O aporte de águas continentais, provenientes da Lagoa dos Patos e Rio da Prata, confere a esta região um padrão de grande domínio de águas costeiras (CASTELLO & MÖLLER, 1977; CASTRO et al., 2006; MÖLLER et al., 2008).

24 Os principais processos oceanográficos que ocorrem na região são a ressurgência, caracterizada pela ascensão de águas de subsuperfície, mais frias, até a superfície; os vórtices, que podem indicar a combinação da frente formada pela água ressurgida próximo a costa e a água superficial oceânica; e os aportes de água continental, que representam a entrada de água proveniente da drenagem continental e de estuários nos sistemas costeiros (CASTRO et al., 2006). Nos períodos de primavera e verão são freqüentes as ressurgências costeiras induzidas fortemente pelos ventos de NE, que provocam divergência de águas superficiais, causando a advecção de ACAS sobre a plataforma entre as Latitudes 28-32 S (GARCIA, 1998). Nos períodos de inverno e primavera é comum a presença de ressurgências no talude, geradas pela interação ente a CB e o ramo costeiro da CM, que formam vórtices de circulação ciclônica, causando ressurgência de águas profundas, principalmente ACAS (MIRANDA, 1972; HUBOLD 1980a, b citados por GARCIA, 1998). 1.4. Objetivos Objetivo Geral Desenvolvimento de um SIG tridimensional para a interpretação integrada de dados morfológicos e sedimentares do fundo, termo-halinos da coluna de água e de pesca da plataforma externa e talude da Margem Continental Sul Brasileira, compreendida entre Chuí e Cabo de São Tomé Objetivos específicos Implementação de um SIG que contenha os diferentes tipos de dados expressos de forma tridimensional, interativa e com potencial para a integração de novos dados; Interação dos dados tridimensionalmente, visando à determinação de padrões oceanográficos ambientais característicos, associados à plataforma externa e talude em três estações distintas: verão, outono e inverno; Caracterização da estrutura termo-halina da plataforma externa e talude das bacias de Pelotas e Santos; Determinação dos tipos de fundo e suas associações com áreas de possível presença de depósitos fosfáticos; Utilização de dados de esforço de pesca para associar a padrões ambientais observados.

25 2. MATERIAIS E MÉTODOS Para criação do ambiente virtual tridimensional foi utilizada a linguagem de programação X3D. Dados de altimetria por satélite e acústicos foram usados para geração do mapa batimétrico base ao qual foram acrescentados dados ambientais como temperatura e salinidade, além daqueles relativos à composição do fundo. Os dados são oriundos de cruzeiros de pesquisa realizados pelo Navio Oceanográfico Atlântico Sul da FURG, assim como dados adquiridos por outras embarcações durante trabalhos realizados na costa brasileira. A Figura 3 traz um fluxograma que ilustra as diferentes etapas do trabalho, bem como a sequência lógica em que elas foram desenvolvidas até a geração das representações 3D da área de estudo, com a integração dos diferentes tipos de dados. Ao longo deste capitulo as diferentes etapas serão descritas com mais detalhes.

Figura 3 Fluxograma com as diferentes etapas do trabalho e a sequência lógica de desenvolvimento do mesmo. 26

27 2.1. Mapa Batimétrico 2.1.1. Dados acústicos O método acústico é indireto versátil e eficiente no auxilio às técnicas tradicionais de investigação submarina (TEGOWSKI, 2005). Neste trabalho foram utilizados dados provenientes de seis cruzeiros de prospecção acústica pesqueira realizados ao longo da costa brasileira entre os anos de 1995 e 2001, totalizando 14596 milhas náuticas (Tabela 1). Tabela 1 - Dados referentes aos cruzeiros de prospecção acústica pesqueira. Cruzeiro ECOSAR 2 ECOSAR 3 Pelágicos 1 Pelágicos 2 Pelágicos 3 PADCT 2 N.Oc. N.Oc. N.Oc. N.Oc. N.Oc. N.Oc. Prof. Embarcação Atlântico Sul Atlântico Sul Atlântico Sul Atlântico Sul Atlântico Sul W. Besnard Ano 1995 1995 1996 1997 1997 2001 Período 08/06-03/07 13/11-05/12 15/07-03/09 21/04-26/05 06/11-23/12 09/05-25/05 Região de SC/PR/ SC/PR/ RS/SC/PR/ RS/SC/PR/ RS/SC/PR/ PR/SP/ estudo SP/RJ SP/RJ SP/RJ SP/RJ SP/RJ RJ Limites prof (m) 10-500 10-500 100-2000 100-2000 100-2000 100-2000 Varredura (mn) 1448 2099 3161 3224 3310 1354 Os cruzeiros ECOSAR 2 e 3 realizados no ano de 1995 objetivaram mapear as ocorrências da Sardinha Verdadeira (Sardinela brasiliensis) ao longo da costa de SC, PR, SP e RJ. Os Cruzeiros REVIZEE Pelágicos 1, 2 e 3, realizados entre Agosto de 1996 e Dezembro de 1997, foram efetuados no âmbito do projeto REVIZEE (Avaliação do Potencial Sustentável dos Recursos Vivos da Zona Econômica Exclusiva). Estes cruzeiros foram limitados ao norte pelo Cabo de São Tomé, RJ (22 00 S) e ao sul pelo Arroio Chuí, RS (34 44 S) sendo realizados sobre desenhos amostrais muito semelhantes com exceção do terceiro, deslocado cinco milhas náuticas para o norte. Também foram utilizados dados batimétricos coletados durante o cruzeiro PADCT 2, financiado pelo Programa de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico, realizado em maio de 2001 entre o Cabo Frio, RJ (23 00 S) e o Cabo de Santa Marta Grande, SC (28 37 S)

28 Em todos os cruzeiros o esforço amostral se deu ao longo de desenhos amostrais previamente definidos que incluíam perfis em letra grega. Nos trechos da costa em que foi preciso acompanhar as mudanças na direção da mesma o desenho foi mudado para zig-zag (Figura 4). O espaçamento entre os perfis perpendiculares a costa foi de 20 mn para todos os cruzeiros, e a varredura acústica se deu de forma continua, sendo suspensa apenas para realização de estações de coleta de dados oceanográficos. Figura 4 Cruzeiros de prospecção acústica pesqueira. Os dados acústicos foram coletados à bordo do N. Oc. Atlântico Sul da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), com exceção do cruzeiro PADCT 2 que foi realizado com o N. Oc. Prof. W. Besnard, do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (IOUSP). Para a coleta dos dados, ambas as embarcações contaram com ecossondas científicas Simrad, modelo EK500 (SIMRAD, 1996) devidamente calibradas, conforme metodologia descrita por Foote (1982) e modificada por MacLennan & Simmonds

29 (1992). Os equipamentos operaram na freqüência de 38 khz, a partir de transdutores instalados no casco e foram acrescentados 3 metros às leituras batimétricas das ecossondas a fim de compensar o calado das embarcações, ou seja, a distância entre a linha d água e os transdutores instalados no casco. A ecossonda EK500 disponibiliza uma saída de dados via porta serial (RS232) que, conectada a um microcomputador, possibilita o armazenamento de diversos dados na forma de arquivos no formato ASCII. Entre estes dados encontram-se a posição geográfica (latitude e longitude), a profundidade local e a refletividade acústica do fundo, medidas em cada pulso emitido pelo equipamento em direção ao fundo, além da hora, data e milha. Nos cruzeiros ECOSAR 2 e 3 e REVIZEE pelágicos 1 e 2 ainda não existia conexão direta entre a ecossonda e o GPS (Global Positioning System) da embarcação. No entanto foi possível recuperar o posicionamento dos dados batimétricos a partir da interpolação entre as posições das estações oceanográficas georeferenciadas, distantes 20 mn entre si. Detalhes desse procedimento podem ser encontrados em Figueiredo & Madureira (2004). No cruzeiro REVIZEE 3 já havia conexão direta entre a ecossonda e o GPS. As informações relevantes ao trabalho foram filtradas, do universo de dados brutos adquiridos, com a utilização de uma rotina desenvolvida na linguagem de programação LUA 5.1 (LERUSALIMSCHY et al., 2006). Maiores detalhes sobre a metodologia acústica podem ser encontrados em MADUREIRA et al. (2005). 2.1.2. Dados de altimetria por satélite Cruzeiros de prospecção acústica pesqueira não objetivam, em primeiro plano, a aquisição de dados batimétricos, mas sim o mapeamento da distribuição e abundância de espécies de interesse comercial e ecológico. A metodologia acústica tem sido recomendada para avaliação de pequenos pelágicos, pois permite cobrir grandes áreas (SOARES et al., 2005). Assim, embora sejam de excelente qualidade os dados batimétricos de cruzeiros de prospecção acústica pesqueira geralmente são adquiridos sob uma malha com grande espaçamento (da ordem de 10 a 20 milhas náuticas) entre perfis, o que impede a elaboração de mapas batimétricos detalhados, baseados exclusivamente nestes dados. Assim torna-se necessário a utilização de dados de outras fontes a fim de completar a malha batimétrica.

30 Os dados altimétricos utilizados neste trabalho foram obtidos através de um sensor de microondas instalado em uma plataforma orbital que varre, aproximadamente, 90% dos oceanos. A medição da profundidade é indireta e é função da variação de altura da superfície do oceano induzida pela influência do campo gravitacional do relevo submerso (geóide) (Figura 5). Fonte: modificado de Sandwell et al., 2002 Figura 5 Medição batimétrica através da variação de altura da superfície do oceano (altimetria por satélite). As medições realizadas com este método sobre a plataforma e talude não são plenamente confiáveis, uma vez que as leituras de gravimetria são influenciadas, pela presença de sedimentos, de forma ainda não quantificada, (SANDWELL et al., 2001). Assim sendo, os autores incorporaram dados acústicos obtidos por navios de ocasião visando complementar a informação batimétrica sobre a plataforma e talude dos oceanos. Neste trabalho foram utilizados dados de altimetria por satélite publicados por Smith & Sandwell (1997) e disponíveis em http://topex.ucsd.edu/.

31 2.1.3. Processamento dos dados batimétricos Os dados de altimetria por satélite foram reunidos em um banco de dados juntamente com os dados acústicos coletados em cruzeiros de prospecção acústica pesqueira. Este banco, com 5.397.090 leituras batimétricas, foi usado como entrada para uma rotina de processamento de dados desenvolvida utilizando-se as facilidades dos programas do pacote GMT Generic Mapping Tools (WESSEL & SMITH, 1998). Os dados foram filtrados em blocos de 30 x 30 segundos de grau sendo obtida a mediana dos valores de profundidade e de localização. Após a filtragem os dados foram interpolados para uma malha amostral com resolução de 30 segundos de grau por uma rotina de curvatura continua spline com tensão, conforme metodologia descrita em Smith & Wessel (1990) e utilizada por Ferreira et al., (2005). A malha batimétrica gerada foi utilizada como base para a construção da representação 3D da área de estudo, sobre a qual foram incluídas as diversas camadas de dados. Detalhes sobre a criação desta representação 3D serão encontrados no item 2.6 deste capitulo. As informações batimétricas geo-referenciadas estão posicionadas dentro de uma área delimitada pelas coordenadas: 1) longitudes 53 W e 40 W e, 2) latitudes de 35 S e 22 S. 2.2. Dados ambientais O conhecimento das características oceanográficas de uma determinada região e como essas variam espacialmente e ao longo do tempo, são de fundamental importância em estudos oceanográficos. A presença de massas d água, com diferentes temperaturas ou salinidades, pode, por exemplo, explicar a presença ou ausência de determinado organismo vivo em uma determinada região. Assim, a aquisição de dados ambientais é prática comum em cruzeiros de prospecção acústica pesqueira, pois possibilita um melhor entendimento da interação dos organismos vivos com o ambiente oceânico. Neste trabalho foram utilizados dados de temperatura e salinidade, em função da profundidade, obtidos com aparelho de CTD (Conductivity, Temperature and Depth) em 479 estações oceanográficas realizadas durante os cruzeiros REVIZEE Pelágicos, (160 nos cruzeiros 1 e 3 e 159 no cruzeiro 2), entre o Chuí (34 S) e o Cabo de São Tomé (22 S). A coleta dos dados físicos seguiu a mesma metodologia durante os três cruzeiros com estações sendo realizadas no inicio e fim dos perfis e, entre essas posições, em distâncias não maiores do que 20 milhas náuticas.