PIBIC-UFU, CNPq & FAPEMIG Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação DIRETORIA DE PESQUISA PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO COMO ALTERNATIVA PARA O ENSINO DE CARTOGRAFIA GEOMORFOLÓGICA Thallita Isabela Silva 1 Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 1H, Sala 1H16, Santa Mônica Uberlândia/MG thallitaisabela@yahoo.com.br Lísia Moreira Cruz 1 lisia_mc@yahoo.com.br Sílvio Carlos Rodrigues 2 silgel@ufu.br Resumo: O presente trabalho é resultado do projeto Produção de Material Didático para uso nas disciplinas Geomorfologia e Fisiologia da Paisagem financiado pelo Programa Institucional de Bolsas do Ensino de Graduação PIBEG da. Portanto, tratase de um trabalho voltado especificamente para o ensino de Cartografia Geomorfológica que é um aparato importantíssimo para o entendimento da Ciência Geomorfológica. Visto que esta última aborda o estudo do relevo terrestre e os processos inerentes a ele, considera-se que a mesma exerce um papel fundamental para a formação de profissionais ligados ao Planejamento Territorial, e em especial, ao Planejamento Ambiental. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é a elaboração de um Tutorial didático que aborda um referencial teórico-metodológico acerca da Cartografia Geomorfológica aliado à técnicas de Geoprocessamento com a utilização de um SIG (Sistema de Informação Geográfica), apresentando a metodologia para a análise do relevo pautada nos pressupostos de Ross (1992), além de procedimentos operacionais nos softwares ArcGIS 9.2 e ENVI 4.0. O produto final intitula-se Tutorial de Cartografia Geomorfológica e está voltado e disponível para o público estudantil do Ensino Superior de Geografia, bem como para as demais áreas afins, podendo ser aplicado em sala de aula e utilizado como aparato para a educação à distância. Palavras-chave: Geomorfologia, Ensino, Cartografia Geomorfológica, Material Didático. 1. INTRODUÇÃO A Ciência Geomorfológica em sua essência tem por objetivo o estudo das formas do relevo da superfície terrestre e os processos a elas vinculados. A sua importância vai além da mera descrição dos fenômenos desencadeados sobre a superfície do Planeta, ou seja, os estudos geomorfológicos podem ser direcionados a vários âmbitos essenciais para o ser humano, destacando-se o Planejamento Ambiental, bem como o Planejamento Territorial como um todo. 1 Acadêmicas do Curso de Geografia e Estagiárias do Laboratório de Geomorfologia e Erosão dos Solos LAGES/UFU. 2 Orientador. Professor Dr. do Instituto de Geografia e Coordenador do Laboratório de Geomorfologia e Erosão dos Solos LAGES/UFU
Assim como grande parte dos seguimentos geográficos, a Geomorfologia depende de recursos cartográficos para representar as suas peculiaridades, neste sentido, destaca-se a Cartografia Geomorfológica que é um importante meio de espacialização dos fatos geomorfológicos permitindo a representação da gênese e das formas do relevo e suas relações com a estrutura e a dinâmica dos processos e suas particularidades. Essa torna-se um dos instrumentos mais adequados para o auxilio nas diversas esferas de planejamento. Neste contexto, considera-se que o entendimento da Geomorfologia é essencialmente importante, no sentido de auxiliar um adequado manejo do território, capaz de limitar a capacidade destrutiva das ações antrópicas sobre o meio ambiente, além de desencadear formas mais corretas de ocupação. Portanto, é por meio do ensino de tal ciência que se verifica a aplicabilidade de práticas mais adequadas, sendo responsável pela formação dos futuros profissionais do planejamento como um todo, pela preservação do meio ambiente e, obviamente, pelo avanço das pesquisas geomorfológicas. Sob este viés, encaixa-se a Cartografia Geomorfológica como mediadora do processo de aprendizagem em Geomorfologia, motivo no qual, este trabalho focou as suas atenções. De acordo com Doné (1981) as cartas geomorfológicas demonstram de maneira clara os objetos e fenômenos estudados e as suas correlações, são capazes de contribuir para o ordenamento do espaço, para o grupamento dos diversos fatos geomorfológicos e também para a caracterização regional. Portanto, são indispensáveis para o conhecimento científico e para as atividades práticas durante diversas etapas de pesquisa, exploração e modificação da superfície da terra pela sociedade (DONÉ, 1981: 85). Atualmente, a Cartografia Geomorfológica tem ganhado grandes contribuições a partir da evolução tecnológica. Essas novas tecnologias, calcadas no Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento, oferecem à Geomorfologia recursos imprescindíveis para o êxito de várias pesquisas. No entanto, observa-se que essa área não dispõe de muitos recursos didáticos que possibilitem um melhor aprendizado, ou seja, é praticamente escasso, documentos e/ou trabalhos que facilitem o aprendizado de Cartografia Geomorfológica, e ao mesmo tempo que tragam metodologias e técnicas de mapeamento voltado para o público estudantil. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é a elaboração de um material didático para o ensino de Cartografia Geomorfológica, mais especificamente um Tutorial que aborda um referencial teórico-metodológico aliado à técnicas de Geoprocessamento a partir da utilização de um SIG (Sistema de Informação Geográfica), apresentando a metodologia para a análise do relevo e os procedimentos operacionais no software específico para a gestão das informações geográficas. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Para a realização deste trabalho foram definidos alguns passos norteadores. Inicialmente, contou-se com a realização de uma fundamentação teórico-metodológica acerca da própria Cartografia Geomorfológica e os pressupostos que a fundamentam, além de um levantamento sobre a utilização de dados de Sensoriamento Remoto e noções de Geoprocessamento e Sistemas de Informações Geográficas. Outro procedimento importantíssimo foi a escolha dos softwares mais adequados para a realização dos procedimentos de cartografação propostos. Os softwares escolhidos foram o ArcGIS 9.2, como sendo o principal norteador das tarefas, devido à sua interface amigável e sua estrutura em três sub-aplicações, capaz de executar qualquer tarefa simples ou complexa, incluindo a gestão de dados geográficos, construção de cartografia, análise espacial, edição avançada de dados ou ligação a base de dados externas (TROCADO, 2008); e o ENVI 4.0 de modo secundário, devido à algumas funções melhores executadas em tal programa. Foi realizado um estudo aprofundado acerca das funcionalidades desses programas para melhor desenvolver o material didático em questão. Além disso, devido às características peculiares dos produtos da SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), que são imagens de radar resultantes de sensores com visada vertical e lateral, com capacidade de captar e reproduzir três dimensões espaciais do relevo: latitude, 2
longitude e altitude (x, y, z) (CARVALHO e BAYER, 2008), os mesmos foram utilizados como aparato fundamental para a elaboração do Tutorial de Cartografia Geomorfológica. Atualmente, nota-se o uso crescente dos dados matriciais da SRTM, que pode servir como apoio em estudos geológicos, hidrológicos, ecológicos, geomorfológicos, entre outros. Em particular, no caso da Geomorfologia, observa-se nessas imagens um bom auxílio para análises quantitativas e/ou qualitativas do relevo, que, conforme Carvalho e Bayer (2008), são importantes especialmente na confecção de perfis topográficos, mapas de hipsometria e declividade, além de outros produtos relacionados à topografia, desta forma, servindo como subsídio à elaboração do material didático em questão. Em seguida selecionou-se a área teste para a execução do mapeamento, a qual foi escolhida conforme os dados da SRTM disponíveis no site da EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias, Brasil em Relevo: <http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/>. Os dados disponíveis referem-se à articulação compatível com a escala 1: 250.000, sendo que os modelos se encontram no Sistema de Coordenadas Geográficas e Datum WGS84. A área selecionada corresponde à Folha SE-23-Y-C (Uberaba) do mapeamento sistemático brasileiro (Figura 1). Esta escolha deveu-se ao fato de que a área abrangida pela carta apresenta um conjunto de relevo bastante diversificado, seja do ponto de vista estrutural como de padrões de formas. Com isso, definiu-se uma etapa importantíssima para a execução do tutorial: a montagem da base de dados que deve ser previamente estabelecida. Esta base deve ser constituída de informações necessárias para a análise geomorfológica, como se segue: base geológica, para a construção do mapa de compartimentação morfoestrutural; base hidrográfica, referente à rede de drenagem; e a imagem SRTM, referente ao modelo digital de elevação (DEM). A base geológica, juntamente com a rede de drenagem, pôde ser adquirida gratuitamente no site do Serviço Geológico do Brasil CPRM: <http://www.cprm.gov.br/>. Figura 1: Localização da área teste. A elaboração do mapeamento geomorfológico que subsidiou o manual didático teve como base as concepções teórico-metodológicas de Ross (1992), que é apropriada para abordagem em escalas médias de representação do relevo. Tal proposta está calcada na classificação taxonômica da superfície terrestre que apóia-se fundamentalmente no aspecto fisionômico das diferentes formas e 3
tamanhos de relevo, baseado na gênese e na idade dessas formas, tendo em vista o significado morfogenético e as influências estruturais e esculturais no modelado. A classificação em táxons se dá da seguinte maneira: 1º táxon: Unidades Morfoestruturais; 2º táxon: Unidades Morfoesculturais; 3º táxon: Unidades Morfológicas ou de Padrões de Formas Semelhantes; 4º táxon: Tipos de formas de relevo; 5º táxon: Tipos de Vertentes e 6º táxon: Formas de processos atuais. Após a construção do banco de dados e a delimitação metodológica, iniciou-se a redação do tutorial propriamente dito. Tal procedimento consistiu da compilação do referencial teórico, da prática com os softwares para a geração dos produtos cartográficos e, especialmente, da descrição concomitante à prática dos passos decorridos para a elaboração de tais produtos. O propósito final deste trabalho foi o de disponibilizar em rede (Internet) o seu resultado para que todos possam ter livre e fácil acesso ao material, a fim de disseminar o conhecimento e auxiliar especialmente nas aulas de Geomorfologia do Curso de Geografia, mas também, a qualquer outro público interessado e que tenha como direcionamento o planejamento do território. 3. RESULTADOS Após todos os passos de elaboração do mapeamento, chegou-se ao Tutorial de Cartografia Geomorfológica propriamente dito. Esse material didático abarca explicações descritivas acerca do funcionamento dos softwares utilizados (ArcGIS 9.2 e ENVI 4.0), bem como dos métodos e técnicas de mapeamento conforme a proposta de Ross (1992) e as funcionalidades dos programas, sendo que todos os procedimentos realizados são apresentados por meio de um passo-a-passo ilustrado. O esquema a seguir (Figura 2) demonstra com clareza a estrutura hierárquica para a realização do mapeamento apresentada no tutorial: Figura 2: Esquema demonstrativo da estruturação hierárquica para realização do Esboço Geomorfológico indicada no Tutorial. Entre os procedimentos descritos, pode-se citar a criação do banco de dados, a execução de downloads de arquivos a partir de sites determinados, a inicialização dos programas, a definição do sistema de coordenadas, a importação dos dados, a criação de polígonos (vetorização), o recorte de vetores, a classificação dos shapes, o processamento das imagens da SRTM, a extração das curvas 4
de nível, a partir das quais pôde-se criar a grade triangular (TIN), responsável pela geração da altimetria, declividade, etc.; a criação do relevo sombreado e perfis topográficos. Além disso, trabalha-se ferramentas de associação de vetores, informações alfanuméricas, classificação supervisionada, entre outros. Os programas trabalhados para a confecção do tutorial são apresentados de forma a esclarecer sobre suas funcionalidades básicas. A criação do banco de dados foi demonstrada por meio da citação dos sites para download dos arquivos referentes à caracterização geológica e hidrográfica e também da imagem da SRTM referente à Folha SE-23-Y-C (Carta Uberaba). Para tal, demonstrou-se como realizar os downloads gratuitos através das páginas do Serviço Geológico do Brasil CPRM e EMBRAPA. Após a explicação dos procedimentos para a criação do banco de dados, iniciou-se o trabalho com o programa propriamente dito. Podemos destacar aqui, os passos mais importantes para a execução das análises em âmbito geomorfológico, como a diferenciação das unidades morfoestruturais a partir do arquivo shape referente à formação litológica. Este procedimento contou com a classificação prévia das unidades morfoestruturais, que constituem as estruturas que sustentam o relevo. Foi possível determinar cinco unidades morfoestruturais a saber: Bacia Sedimentar Cenozóica, Bacia Sedimentar do Paraná, Bacia Sedimentar do São Francisco, Faixa de Dobramentos e Intrusões Dômicas/Ígneas (Figura 3). Figura 3: Demonstração do mapa de Unidades Morfoestruturais Além disso, são apresentados os diversos produtos passíveis de serem extraídos da imagem da SRTM, tais como: as curvas de nível, responsáveis pela geração de uma grade triangular (TIN) que representa uma superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas, sendo que cada um dos três vértices da face triangular armazena informações sobre a localização (x, y) e sobre os valores de altitude/elevação correspondente ao eixo z (COELHO, 2007), a partir da qual gera-se os mapas de declividade e elevação; a imagem de shaded relief (relevo sombreado),importante por subsidiar a realização de interpretação visual; e, finalmente, os perfis topográficos. A partir de todos esses produtos foi possível reconhecer as características da área teste e elaborar o mapa de Unidades Morfoesculturais, que remontam a ação do tipo climático atual e pretérito que atuaram/atuam na estrutura. Esse procedimento contou com a correlação das curvas de nível e a interpretação visual da imagem de relevo sombreado, que possibilita a diferenciação de diferentes padrões de dissecação, bem como com a extração de perfis topográficos, importantes por representar cortes transversais da superfície demonstrando os diferentes padrões altimétricos ao cortar várias unidades de relevo. Assim, delineou-se as seguintes Unidades Morfoesculturais para a área teste: a) na Unidade Morfoestrutural Intrusões Dômicas/Ígneas: Domo de Araxá, Domo de Salitre, Domo de Tapira; b) na Unidade Morfoestrutural da Bacia Sedimentar do Paraná: Canyon do Rio Araguari, Planalto Dissecado, Planalto Tabular e Planalto do Rio Grande; c) na Unidade Morfoestrutural da Bacia Sedimentar do São Francisco: Depressão do Rio Paranaíba; d) na Unidade 5
Morfoestrutural Bacia Sedimentar Cenozóica: Planícies Fluviais e; e) na Unidade Morfoestrutural da Faixa de Dobramentos: Planalto Dissecado (Faixa Uruaçu) e Planalto Dissecado da Serra da Canastra (Figura 4). Figura 4: Demonstração das Unidades Morfoesculturais. Finalmente, são apresentados no tutorial os procedimentos para finalizar um mapa, ou seja, estruturar o Layout do mesmo. Os Layouts de mapas são importantes para melhorar a visualização e a apresentação de determinado documento cartográfico, no qual devem estar inseridas informações básicas a seu respeito, tais como: título, legenda, rosa-dos-ventos, escala, coordenadas, informações de autoria, fonte, entre outros (Figura 5). Esboço Geomorfológico da Folha SE-23-Y-C - Uberaba 7900000,000000 190000,000000 220000,000000 250000,000000 280000,000000 310000,000000 7900000,000000 340000,000000 µ 7880000,000000 7880000,000000 Convenções Cartográficas Represas 7860000,000000 7860000,000000 Legenda 7800000,000000 7800000,000000 7820000,000000 7820000,000000 7840000,000000 7840000,000000 Rede Hidrográfica 190000,000000 220000,000000 250000,000000 280000,000000 310000,000000 340000,000000 0 8 16 24 32 4 Km Autora: Thallita Isabela Silva Laboratório de Geomorfologia e Erosão dos Solos - LAGES IGUFU, 2009 Figura 5: Demonstração do Layout finalizado. 6
6): Sendo assim, o Tutorial de Cartografia Geomorfológica apresenta a seguinte estrutura (Figura 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Figura 6: Estrutura do Tutorial de Cartografia Geomorfológica. Estima-se que o Tutorial de Cartografia Geomorfológica aqui apresentado seja um material pertinente para o auxílio nas disciplinas que enfoquem a Ciência Geomorfológica, para o melhoramento do entendimento dessa área do conhecimento, bem como, para o aprendizado dessa técnica de representação espacial tão importante para as Geociências como um todo. É importante ressaltar que a abordagem realizada acerca da Cartografia Geomorfológica e do avanço das tecnologias como o Geoprocessamento, bem como a inter-relação entre estes, atrelados à produção de material didático que subsidie aplicações possíveis para estes ramos, apresenta-se bastante relevante, pois é claramente observada, a ausência de materiais que tratem essas relações, em especial, na área geográfica. Portanto, há que se destacar a importância de incentivos no âmbito acadêmico para a execução de trabalhos como este, voltados para a inter-relação ensino/ciência/aplicação, para que se torne possível a otimização do ensino, especialmente, para as áreas geográficas, que exigem uma abordagem teórica e prática muito bem articulada. 5. AGRADECIMENTOS Ao Programa Institucional de Bolsas do Ensino de Graduação PIBEG / UFU pelo financiamento do projeto Produção de Material Didático para uso nas Disciplinas de Geomorfologia e Fisiologia da Paisagem. 6. REFERÊNCIAS Carvalho, T. M; Bayer, M., 2008, Utilização dos produtos da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) no mapeamento geomorfológico do Estado de Goiás. Revista Brasileira de Geomorfologia. Ano 9, nº 1. Coelho, A. L. N., 2007, Aplicações de Geoprocessamento em Bacias de Médio e Grande Porte. In: XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Anais... Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 2437-2445. Disponível em 7
<http://marte.dpi.inpe.br/col/dpi.inpe.br/sbsr@80/2006/10.31.17.41/doc/2437-2445.pdf>. Acesso em setembro de 2008. CPRM, 2008. Serviço Geológico do Brasil. Disponível em <http://www.cprm.gov.br/>. Acesso em janeiro de 2008. Doné, S. S. B., 1981, Mapas Geomorfológicos e suas legendas. Uma contribuição para estudos analíticos. Notas Geomorfológicas, Campinas, 21 (41): 85 110, junho. EMBRAPA, 2008. Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias, Brasil em Relevo. Disponível em <http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/>. Acesso em janeiro de 2008. Ross, J. L. S., 1992, O registro cartográfico dos fatos geomorfológicos e a questão da taxonomia do relevo. Revista do Departamento de Geografia. São Paulo: Edusp. n.6, p. 17 30. Trocado, P., 2008. ArcGis 9. Instituto Superior Técnico. Disponível em <http://213.63.184.54/sitiodourbanismo/manuais/manual_arcgis.pdf>. Acesso em agosto de 2008. DEVELOPMENT OF A INSTRUCTIONAL MATERIAL TO TEACHING GEOMORPHOLOGICAL CARTOGRAPHY Thallita Isabela Silva Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 1H, Sala 1H16, Santa Mônica Uberlândia/MG thallitaisabela@yahoo.com.br Lísia Moreira Cruz lisia_mc@yahoo.com.br Sílvio Carlos Rodrigues silgel@ufu.br Abstract: The present paper is result of project Development of Didactic Material to teaching Geomorphology and Physiology of Landscape, in portuguese Produção de Material Didático para uso nas disciplinas Geomorfologia e Fisiologia da Paisagem, subsidize by the Program Institucional of Scholarship Graduation of the Federal University of Uberlândia City. Therefore, this work is focused to teaching Geomorphological Cartography, which is an important element to understanding of Geomorphological Science. This science study the land relief and the process linked to it, thus, can consider that the same has a fundamental paper to formation of professionals to work with Territorial Planning, especially with Environmental Planning. In this context, the objective of this work is the development of didactic tutorial that show a theoric methodology to someone make Geomorphological maps using geoprocessing techniques. The methodology used is according with Ross (1992) and the programs used to develop the didactic tutorial are ArcGIS 9.2 and ENVI 4.0. The name of the final product is Tutorial of Geomorphological Cartography, the same is indicating and available to use of graduation students of Geography interested in investigate the Geomorphology and other people interested in Environmental Planning. This product can be used in classroom and distance education. Keywords: Geomorphology, Teaching, Geomorphological Cartography, Instructional Material. 8