Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Geoprocessamento aplicado a projetos de hidrogeologia
Gabriel Araujo dos Santos 1
Monica Cordulina da Silva 2
1
CPRM- Serviço Geológico do Brasil
Rua Goiás- 312 - Teresina - PI, Brasil
[email protected]
2
CPRM- Serviço Geológico do Brasil
Rua Goiás- 312 - Teresina - PI, Brasil
[email protected]
Abstract. The GIS has been used as a mechanism for supporting research and fostering the spread of the
geological and hydrological knowledge base for sustainable development of Brazil. Hence the Project Registry
of Sources of Supply by Groundwater-Maranhão State, held by CPRM-Geological Survey of Brazil, through the
residence of Teresina, covering 213 municipalities of Maranhão. The information survey of water resources is
essential to support the actions of planning use and management of the groundwater program proposed by the
Ministry of Mines and Energy for the Northeast region, contributing in the nomination process for wells capable
of pumping systems to receive by solar energy. The geoprocessing routines included in this process include:
organization of cartographic reference, training of enumerators in handling equipment and data collection for
global positioning system navigation (GPS), treatment of data collected in the field, structure of spatial data
using the geodatabase, a manager of the relational database ArcGis. We used the tools in ArcToolbox editing
topological elements of Envi planimetric and software to generate shaded relief from the SRTM grid. Was
obtained as a result of the maps points of water and geological sketch, and finally the diagnostic reports by
municipalities. This information serves as an instrument of government action on the adoption of public policies
for social inclusion by ensuring the expansion of the supply and availability of groundwater resources of the
State of Maranhão.
Palavras-chave: GIS, cadastre, groundwater, SIG, cadastro, água subterrânea.
1. Introdução
Considerando a necessidade da manutenção e preservação dos recursos ambientais como
garantia de sobrevivência desta, e das futuras gerações, é fundamental a adoção de medidas
que resultem em ações práticas para atender aos anseios da sociedade. A problemática que
envolve o abastecimento de água no semiárido brasileiro é um tema bastante discutido em
fóruns e reuniões de trabalho, no entanto os resultados apresentados ainda são ínfimos. De
acordo com a lei 9.433 de 08/01/97, a gestão deve promover o uso múltiplo das águas, de
modo a permitir o equilíbrio entre a quantidade ofertada e a demandada e em qualidade
compatível com o uso.
A falta de manejo ou de uso racional dos recursos naturais tem como consequência, a sua
existência, cada vez mais escassa. É necessário, portanto, a adoção de políticas no
gerenciamento dos ecossistemas adotando critérios quanto ao manejo dos recursos vivos da
terra, especialmente a água, fundamental para garantir o bem estar do homem e suas
atividades econômicas de acordo com Leão (2005). Neste sentido, o levantamento de
informações dos recursos hídricos é fundamental para subsidiar as ações de planejamento, uso
e gestão das águas na região nordeste. Por esta razão, a CPRM – Serviço Geológico do Brasil
vem realizando o cadastramento nacional de poços que é uma necessidade do setor por
ocasião dos baixos índices pluviométricos responsáveis pelo cenário calamitoso diante da
escassez de água.
O referido projeto é instrumento de ação governamental frente ao grande número de
poços tubulares perfurados na região. Ação esta, vinculada diretamente à Diretoria de
Hidrologia e Gestão Territorial da CPRM – Serviço Geológico do Brasil, utilizando recursos
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do Programa de Aceleração do Crescimento- PAC do Governo Federal, conforme Correia
Filho et al. (2011).
As rotinas de geoprocessamento estão presentes em todas as etapas do cadastramento, do
treinamento dos recenseadores até a elaboração dos relatórios diagnósticos por município.
O Sistema de Informações de Aguas Subterrâneas (SIAGAS) irá abrigar as informações
técnicas e ambientais dos poços cadastrados.
O SIG final constitui-se numa importante ferramenta de auxilio à tomada de decisões
importantes para a efetivação das politicas públicas do governo federal visando, a ampliação
da oferta e disponibilidade dos recursos naturais de forma sustentável, atendendo às
necessidades das populações maranhenses.
2. Metodologia
A área de abrangência do projeto estende-se por 213 municípios do estado do Maranhão.
Está geograficamente localizada entre as coordenadas de: 01° 00’ e 10° 30’ latitude sul e entre
42° 30’ e 49° 00’ de longitude oeste, na Região Nordeste do Brasil. A área do estado é da
ordem de 332.000 Km2, aproximadamente. Apenas cinco municípios não foram cadastrados:
São Luiz, Raposa, São Jose de Ribamar, Cedral e Paços do Lumiar. A área do projeto em
destaque, abrangendo todo o estado do Maranhão e o cadastramento da região nordeste e
norte de Minas Gerais e Espírito Santo, realizado pela CPRM como mostra a figura 1.
Figura 1. Mapa de localização
2.1 Sistema de Informações Geográficas
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A utilização de SIG é uma necessidade na empresa, por incluírem simultaneamente as
ferramentas de entrada, tratamento, análise, consulta, e saída de dados na forma de mapas,
relatórios, e outros produtos cartográficos. A literatura define como: conjunto manual ou
computacional de procedimentos utilizados para armazenar e manipular dados
georreferenciados segundo Aronoff (1989). É ainda definido por Burrough (1986) como uma
ferramenta capaz de armazenar, recuperar e transformar dados o mundo real.
A importância como sistema de apoio a tomada de decisão e resposta a problemas
ambientais é destacada por Cowen (1988), e de acordo com Silva (2010) é um banco de
dados indexados espacialmente, sobre o qual opera um conjunto de ferramentas e
procedimentos gerenciais sobre entidades espaciais.
2.2 Descrição do projeto
O referido projeto foi elaborado estrategicamente, a partir da experiência realizada com
sucesso pela CPRM no cadastramento de poços dos estados do Ceará, feito em 1998, de
Sergipe, em 2001, além do Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, Bahia,
Piauí, norte de Minas Gerais e do Espírito Santos, em 2002/2003.
Nesse trabalho contemplou-se o cadastramento das fontes de abastecimento por água
subterrânea (poços tubulares, poços amazonas e fontes naturais), seguido do
georreferenciamento por coordenadas geográficas, utilizando o método Global Position
System (GPS), bem como, visita in loco, para o registro das informações técnicas, mediante o
preenchimento de ficha cadastral da situação geral de cada poço, e suas características
ambientais, geológicas e hidrológicas.
O setor de Geoprocessamento da CPRM – Residência de Teresina responsabilizou-se pelo
desenvolvimento e alimentação do banco de dados que, devidamente consistido e tratado,
possibilitou a elaboração de mapas de pontos de água e esboço geológico de cada um dos
municípios inseridos na área de cobertura do projeto. Para isto foi fundamental as bases
cartográficas utilizadas na composição dos mapas, resultando em informações importantes
para a elaboração dos relatórios diagnósticos de cada município, os quais foram elaborados
por uma equipe de consultores, mediante a terceirização de serviços de geologia/hidrologia.
Destacamos a importância da organização de uma base cartográfica de qualidade na
elaboração dos mapas de pontos de água e esboços geológicos municipais. Organizada a partir
de dados disponibilizados por diferentes instituições, foi possível uma adequação com
pequenos ajustes na geometria, devido erros decorrentes da diferença de escala ou de sistemas
de projeção, não alterando os resultados. Constam nessa base: Dados planimétricos cedidos
pela Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, contendo hidrografia, localidades e
estradas; Mapas Municipais Estatísticos, em formato digital do IBGE ano 2007, elaborados a
partir das cartas topográficas da SUDENE/DSG (1977) na escala 1/100.000; malha municipal
do IBGE ano 2007; mapa geológico digital do estado do Maranhão extraído da carta ao
milionésimo na escala 1/1.000.000, do Projeto GisBrasil, no formato shapefile (ESRI). As
extensões do ArcInfo/ArcToolBox foram usadas principalmente na edição topológica e
organização do layout dos mapas.
O tratamento dos dados geográficos incluiu a digitação das fichas preenchidas no campo
e elaboração de mapas temáticos.
Utilizou-se o gerenciador de banco de dados geográficos geodatabase.gdb para os
arquivos georreferenciados, ao invés da extensão shpefile.shp, facilitando o manuseio e
transferência de dados entre usuários de GIS ao compactar os arquivos reduzindo sua
dimensionalidade ESRI (2008); Essa conversão de formato foi adotada para todos os dados
planimétricos, imagens e mapas da base cartográfica, seguida da elaboração dos mapas de
localização como instrumento de auxilio de campo aos recenseadores do projeto.
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A entrada de dados de campo coletados por GPS, através do aplicativo DNR Garmin e
ArcGis, permitiu o devido trabalho de consistência dos dados e sobreposição do mapa de
pontos à base municipal.
2.3 Processamento de imagem
Utilizou-se os dados SRTM na geração do relevo sombreado a partir, das ferramentas dos
softwares ArcGis e ENVI 4.5. em função dos dados originais apresentarem pixels de 90m, foi
preciso reamostrá-los para 30m, usando as extensões Arc Toolbox, Data Management Tools;
Raster; Raster Processing; Resample ArcGis 9.3, no qual dividiu-se por três, o valor do pixel
original, obedecendo sua forma em grau decimal, gerado automaticamente pelo sistema que
obtendo-se um valor correspondente a 30m de resolução espacial, compatível com escala
plana. Este procedimento foi adotado em função do sistema de projeção cartográfica e sistema
de coordenadas adotadas para o trabalho.
Para gerar o relevo sombreado utilizou-se a ferramenta, topografic modeling do software
de tratamento de imagens ENVI 4.5 a partir do grid SRTM; finalizando essa parte com o
recorte do relevo sombreado usando aplicações do ArcGis, utilizando-se as ferramentas da
extensão ArcToolBox: Spatial analyst tools; extraction; extract by mask, neste método é
usado um polígono como mascara para recortar o raster geotif. O relevo sombreado após o
recorte adota a configuração default do sistema o qual mostra uma aparência granulada da
imagem, portanto, deve-se reconfigurar a simbologia do arquivo geotif. Para tanto, na função
stretch/type do menu Layer Properties/Simbology faz-se necessário a substituição do standard
deviations por none, que assume os valores de 0 a 255 níveis de cinza suavizando dessa
forma, a textura da imagem mostrada nas figuras 2 e 3.
Figura 2. Standard deviations
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Figura 3. Tipo none.
3. Resultados e Discussões
Como resultados, foram obtidos mapas de pontos de água (figura 3) e esboço geológico
conforme apresentado na figura 4 e relatórios diagnósticos por município. O SIG de
apresentação está sendo elaborado pela divisão de geoprocessamento da CPRM (DIGEOP).
As informações obtidas nesse trabalho serão disponibilizadas no Sistema de Informações de
Aguas Subterrâneas-SIAGAS (figura 5) contribuindo para a difusão do conhecimento
geológico e hidrológico, em particular dos recursos hídricos subterrâneos, Estado do
Maranhão. Devido a extensão territorial dos municípios, incompatível com pixel de 90m do
SRTM, não foi possível sobrepor o relevo sombreado ao esboço geológico.
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Figura 4. Mapa de pontos de água (Anapuros-MA)
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Figura 5. Esboço geológico (Anapuros-MA)
4. Conclusões
As ferramentas de tratamento de dados espaciais são indispensáveis como instrumento de
trabalho nos estudos ambientais e fundamental para o registro de informações sobre os
recursos naturais, por tratar-se de um sistema eficiente no processamento, entrada,
manipulação e visualização de dados. Todo o material produzido estará disponibilizado na
rede da CPRM e ainda CD ROM, contribuindo para o cumprimento da nova lei de acesso à
informação.
4.1 Referencias Bibliograficas
ARONOFF, S. Geographical Information Systems: A Management Perspective. Ottawa, WDI Publications,
1989.
BURROUGH, P. A.; MCDONNELL, R.A. Principles of geographical information systems. Oxford, Oxford
University Press, 1998.
COWEN, D.J. GIS versus CAD versus DBMS: what are the differences. Photogrammetric Engineering and
Remote Sensing, 54:1551-4, 1988.
CORREIA FILHO, Francisco Lages. Projeto Cadastro de Fontes de Abastecimento por Água Subterrânea,
estado do Maranhão: relatório diagnóstico de infraestrutura hídrica subterrânea do município de Presidente Dutra
/ Francisco Lages Correia Filho, Érico Rodrigues Gomes, Ossian Otávio Nunes, José Barbosa Lopes Filho. Teresina: CPRM - Serviço Geológico do Brasil, 2011.
31 p.: il.
ESRI. Building Geodatabases USA 2008, 222p.
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LEÃO. J.C.. Simulação do Comportamento de Reservatório de Grande Porte, na Bacia do Rio Canindé-PI
(Bocaina,Jenipapo,Pedra Redonda,Petroni Portela e Salinas), como subsidio a sua futura operação ”pg811. XVI
Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Livro de Resumo, 2005. 942p.
MOREIRA, M. A. (pg.202) Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. 4.ed.atual. e
ampl. -.2011. UFV/ Viçosa, 422 p.
SILVA, Ardemiro de Barros. Sistemas de Informações Geo-georreferenciadas: conceitos e fundamentos. -.2010.
Campina,SP: Editora da Unicamp, 236p.
SIAGAS- Sistema de Informações Sobre Águas Subterraneas: Manual do Usuário. versão 2.2 Rio de Janeiro:
CPRM 2004, 163p.
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