ISSN: 2362-3365 II SEMINARIO INTERNACIONAL DE LOS

ISSN: 2362-3365
II SEMINARIO INTERNACIONAL DE LOS ESPACIOS DE FRONTERA (II GEOFRONTERA):
DIFERENCIAS E INTERCONEXIONES1
5 – Naturaleza y ambiente en la Frontera/ Natureza e ambiente na fronteira
GEOTECNOLOGIAS APLICADAS À CARTOGRAFIA GEOMORFOLÓGICA:
O ESTUDO DE CASO DA BACIA DO PARANÁ III BR/PY
Maicol Rafael Bade
Mestrando em Geografia, UNIOESTE
[email protected]
Anderson Sandro da Rocha
Doutorando em Geografia, UEM
[email protected]
José Edézio da Cunha
Professor da PPGG- UNIOESTE
[email protected]
Maria Teresa de Nóbrega
Professora do PGE- UEM
[email protected]
Resumo: As geotecnologias apresentam-se como importantes ferramentas de obtenção,
processamento e análise de dados georreferenciados. Essas ferramentas normalmente
utilizadas com base nas técnicas de SIGs, Sensoriamento Remoto, GPS e da Cartografia
Digital, têm proporcionado significativas contribuições aos estudos de monitoramento de
objetos e fenômenos da superfície terrestre. Nesse sentido, o presente trabalho visa
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Editor: Facultad De Humanidades y Ciencias Sociales (FHyCS) Universidad Nacional de Misiones
(UNaM). Direccion: Oficina de Relaciones Internacionales – 1er piso Biblioteca, Calle Tucuman 1946,
Posadas, Misiones, CPA: N3300BSP, Correo electrónico: [email protected]
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demostrar as contribuições das geotecnologias para a caracterização de unidades do
modelado da bacia hidrográfica do Paraná III, localizada na fronteira do Brasil com o
Paraguai. A partir das cartas básicas (geologia, solos e hidrografia já existentes), e
temáticas (declividade, hipsometria, curvatura vertical do relevo e do relevo sombreado) foi
confeccionada a carta final de unidades do modelado, diferenciadas pelas semelhanças
topográficas e de rugosidade do terreno, com base na classificação taxonômica do relevo,
proposta por Ross (1992), com identificação de nove unidades na bacia do Paraná III, cinco
no território brasileiro (Cascavel, São Francisco, Foz do Iguaçu, Marechal Cândido Rondon
e Guaíra) e quatro no território paraguaio (Santa Fé Del Paraná, Nueva Esperanza, Corpus
Cristhi e Salto Del Guaíra).
INTRODUÇÃO
Os estudos de gênese e evolução do relevo são fundamentais para a compreensão
do modelado terrestre e, por conseguinte, da estrutura e do funcionamento das paisagens
em área urbanas, perirubanas e rurais.
De acordo com Amaral e Ross (2006), estudos do meio físico, particularmente os
que analisam os processos que envolvem as relações entre o solo e o relevo, temporal e
espacialmente, são poderosos instrumentos de gestão territorial, porque além de permitirem
a identificação das áreas de maior ou menor vulnerabilidade aos riscos socioambientais,
ajudam na escolha dos seus usos e ocupações mais adequados. Como ressaltam esses
autores, esse tipo de estudo é aplicado de forma satisfatória na prevenção e contenção de
áreas suscetíveis aos processos erosivos porque integra a esses fatores (solo-relevo), o uso
e a ocupação das terras.
O crescimento populacional, quase sempre, acompanhado da necessidade de uso e
ocupação espacial demonstra que os estudos de planejamento e gestão ambiental precisam
de conhecimento teórico-conceitual da cartografia temática, dos SIGs e do sensoriamento
remoto, como exemplificam Guerra e Cunha (1998, p. 387).
Atualmente com a utilização e emprego das novas tecnologias voltadas para o
estudo das formas de relevo, como a utilização dos MNT (Modelos Numéricos do Terreno,
ou em inglês DEM – Digital Elevation Model) e do sensoriamento remoto (SRTM, ASTER,
etc.), aliados aos mais diversos softwares de SIGs do mercado, permitiram uma nova
abordagem dos procedimentos e técnicas, vindos a garantir maior agilidade, qualidade e
confiabilidade aos produtos cartográficos finais.
De acordo com Florenzano (2012, p. 146) o uso dessas novas ferramentas auxiliam
os mais diferentes estudos como, por exemplo, aqueles que buscam compreender as
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causas e os efeitos das queimadas, dos desmatamentos, do uso e ocupação dos solos, das
enchentes, dos deslizamentos.
Os avanços tecnológicos ocorridos nas últimas décadas têm permitido a obtenção de
dados e informações de melhor resolução espacial, espectral, radiométrica e temporal, que
ajudam no mapeamento, na medição e no estudo de uma variedade de fenômenos
geográficos e ambientais com maior rapidez e precisão (FLORENZANO, 2012, p. 147). Esta
autora além de destacar que esses dados permitem visualizar o espaço geográfico em três
dimensões, exemplifica dizendo que a utilização de um SIG permite obter, de forma
automática, variáveis morfométricas (altitude, declividade, orientação de vertentes, etc.)
essenciais para os estudos geomorfológicos, pedológicos e ambientais.
Um bom exemplo desse avanço são os produtos gerados a partir do SRTM (Shuttle
Radar Topography Mission). As imagens SRTM apresentam sensores de visada vertical e
lateral, que permitem a reprodução de imagens georreferenciadas, capazes de representar o
relevo terrestre em três dimensões espaciais: latitude, longitude e altitude (SOUZA e
SANTOS, 2013).
Diante do exposto, a presente pesquisa tem como objetivo aplicar as geotecnologias
na identificação das unidades do modelado, diferenciadas pelas semelhanças topográficas,
formas e declividade das vertentes e de rugosidade do terreno da Bacia Hidrográfica do
Paraná III BR/PY.
LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A Bacia Hidrográfica do Paraná III BR/PY (Figura 1), situada na região de fronteira
entre o Brasil e o Paraguai, abrange 28 municípios no Oeste do Estado do Paraná e 12
distritos na região Leste do departamento de Canindeyu e nordeste do departamento de Alto
Paraná PY.
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Figura 1: Localização da área de estudo: bacia hidrográfica do Paraná III
BR/PY.
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Com extensão territorial de 19.193 km2 a bacia é delimitada ao norte pela Área de
Proteção Ambiental – APA Federal das Ilhas e Várzeas do Rio Paraná e pelo Parque
Nacional de Ilha Grande e ao Sul pelo limite do Parque Nacional do Iguaçu, onde se registra
a maior diversidade de organismos.
Predominam nesta unidade hidrográfica do Paraná III BR/PY as rochas vulcânicas
básicas da Formação Serra Geral (Grupo São Bento) com cobertura pedológica de textura
argilosa, como os Latossolo Vermelho, Nitossolo Vermelho e Neossolo Litólico e o Arenito
Caiuá com cobertura pedológica de textura arenosa, como os solos Ultisol (argissolos),
Alfisol (Argissolos), Entisol (Neossolos) e Oxisol (Latossolos) (GOROSTIAGA, 1995;
EMBRAPA, 2006). Conforme a classificação climática de Köppen (1900) predomina na
região o clima Cfa, subtropical, úmido, mesotérmico com precipitações médias anuais entre
1.600 a 1.700 mm (IAPAR, 1994), com tendência de concentração de chuvas nos meses de
verão, sem estação seca definida. A média das temperaturas dos meses mais quentes é
superior a 22°C enquanto que a dos meses mais frios é inferior a 18°C.
Os principais afluentes do lado brasileiro são os rios São Francisco com nascente em
Cascavel; Guaçu com nascente em Toledo, São Francisco Falso com nascente em Céu
Azul e o Ocoí com nascente em Matelândia (SEMA, 2007). Já os principais afluentes do
lado paraguaio são os rios Pirity, Gasory, Itambey e Limoy.
METODOLOGIA
Para atingir os objetivos da pesquisa foram realizadas as seguintes etapas: a)
trabalhos de campo com acompanhamento de documentos cartográficos que permitiram o
reconhecimento preliminar das principais unidades tectônicas e morfoesculturais; b)
elaboração de cartas temáticas (declividade, hipsometria, curvatura vertical e relevo
sombreado) com contribuições das cartas bases (geologia, solos, hidrografia), já existentes;
c) elaboração da carta de unidades do modelado, diferenciadas pelas semelhanças
topográficas e de rugosidade do terreno.
Para a compartimentação do relevo foi utilizada a metodologia de Ross (1992),
baseado nos conceitos de morfoestrutura e morfoescultura, desenvolvidos pelos russos
Guerasimov (1946) e Mecerjakov (1968).
A escala adotada nesta pesquisa (mapas base 1:250.000) permitiu a definição até o
3º táxon. Pois conforme destacam Ross e Moroz (1997, p. 45) os demais táxons (4º, 5º e 6º)
exigem escalas de representação de maior detalhe.
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Os dados para a delimitação da bacia de drenagem, tanto em território brasileiro
como em território paraguaio, foram obtidos pelo site do INPE (2013), em formato GeoTiff
(SRTM, resolução de 30m). As informações sobre a cobertura pedológica e a hidrografia
foram obtidas através do site do ITCG 2013, em formato shape file na escala de 1: 250.000
e os dados referentes a geologia, pela Mineropar (2006), formato shape file, disponíveis na
escala de 1:650.000.
Os dados para a delimitação dos distritos e departamentos em território paraguaio
foram vetorizados e georreferenciados a partir de informações encontrados no site da
Secretaria del Ambiente do Paraguai (SEAM, 2011), através do link GEOPORTAL – Mapas
Temáticos On Line. As informações sobre as principais classes de solos da região Oriental
do Paraguai foram obtidas na escala de 1:500.000 (GOROSTIAGA et. al., 1995) que
posteriormente foram georreferenciadas, vetorizadas e compatibilizadas na escala de
1:250.000. No que diz respeito à geologia, foram utilizadas as informações do Esboço
Geológico do Paraguai Oriental, elaborado por Sandra Fariña (2009) em escala não
definida. O esboço também foi georreferenciado e vetorizado em escala compatível de
1:250.000.
Para a elaboração das cartas temáticas intermediárias (declividade, hipsometria,
curvatura vertical e Relevo Sombreado), foram utilizados os dados da missão SRTM (Shuttle
Radar Topography Mission). Estes dados foram refinados da resolução espacial original de
3 arco-segundos (~90m) para 1 arco-segundo (~30m), e encontram-se disponibilizados no
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, 2013). O software utilizado para a
confecção das cartas (declividade, hipsometria e curvatura vertical) foi o ArcGis 9.3 através
de sua extensão ArcMap. Para a confecção da carta de Relevo Sombreado utilizou-se o
software Envi 5.0. Já para a delimitação das unidades e subunidades do modelado, o
software Global Mapper 13.
Os dados SRTM abrangendo a bacia de drenagem foram organizados em mosaico e
contemplaram as seguintes cartas: 23s555, 23s54, 24s555, 24s54, 25s555 e 25s54, ambas
em escala compatível de 1:250.000.
A partir da imagem SRTM foi criado o modelo digital de elevação (DEM),
possibilitando a obtenção de informações tridimensionais da área de estudo (latitude,
longitude e altitude). Essas informações subsidiaram a elaboração das seguintes cartas:
- Carta hipsométrica: para a elaboração desta carta foi criada, primeiramente, uma
estrutura de grade triangular conhecida como TIN – “Triangular Irregular Network”, a partir
dos dados SRTM. Para a confecção do TIN foi realizada a extração das curvas de nível do
SRTM através da barra de ferramentas “3D analyst”, “surface analyst” e em seguida o
comando “contourn”. Através dessas etapas foram geradas curvas de nível em intervalos de
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50 metros melhor compatibilizado com a área de estudo. Com as curvas de nível geradas
utilizou-se novamente o comando “3D analyst”, “create modify TIN” e o comando “create TIN
from features”. Criado o TIN, em seguida na janela “layer properties” foi selecionado a opção
“elevation” através do quadrante “add renderer”. Na aba “classification” foram estabelecidas
sete classes altimétricas, com intervalos de 100 metros, o que originou o mapa
hipsométrico. Para a escolha das cores utilizou-se a opção “color ramp”.
- Carta de declividade: Foi elaborada para demonstrar o ângulo de inclinação
(zenital) do relevo em relação a um eixo horizontal. Foi gerada através do TIN elaborado no
passo anterior. Através da guia “layers properties” do TIN, seguiu-se para a opção “add...”,
“face slope with graduated color ramp”, gerando assim um novo plano de informação com os
dados de declividade. Após esta etapa, passou-se para a definição e número de classes de
declividade predominantes e compatíveis com a metodologia da pesquisa. Selecionada a
opção “slope” na guia “layer properties”, que foi gerado no passo anterior, seguiu-se para a
alternativa “classification” e em seguida a opção “classify”. Na nova janela aberta, através da
opção “method” no quadrante “classification”, escolheu-se a alternativa “manual”, para
definição das 5 classes de declividade apresentadas na seguinte ordem: 0 - 3%, 3 - 6%, 6 12%, 12 - 20%, 20 - 30% e > 30%.
- Carta de curvatura vertical: esta carta tem o objetivo de expressar o formato de
determinada vertente, referindo-se ao caráter convexo/côncavo do terreno. O mapeamento
da curvatura vertical encontra-se disponível no site do INPE, para todo o território nacional,
com opções de 3 e 5 classes. Conforme a escala da presente pesquisa, optou-se pela
utilização do mapa de curvatura vertical em 3 classes (relevo côncavo, retilíneo e convexo).
Os dados de curvatura vertical foram baixados em formato GeoTiff (32 bits, extensão “tif”) e
finalizados através da extensão ArcMap, do software ArcGis 9.3.
- Carta de Relevo Sombreado (“Shaded Relief”): o plano de informação desta carta
foi editado e gerado através do programa Envi 5.0, desenvolvido pela Excelis Visual
Information Solution, inc. Para este plano foram utilizadas as mesmas informações SRTM,
ou seja, os mesmos dados que geraram as cartas hipsométrica e de declividade. Os dados
SRTM foram importados através da opção “Open As” > “Generic Formats” > “TIFF/Geo
TIFF”. Aberto o arquivo SRTM, seguiu-se para a aba “Toolbox” e na pasta “Terrain” utilizouse a ferramenta “Topographic Modeling”. Uma nova janela com o nome “Topographic
Features input DEM” foi aberta. Nesta nova janela em “Select Input Band” foi selecionada a
banda 1 “Band 1”, referente ao plano de informação necessário para a criação do mapa.
Terminada esta etapa, outra janela foi aberta “Topo Models Parameters”. Nesta, foi
selecionada somente a opção “Shaded Relief” e na guia abaixo “Comput Sun Elevation and
Azimuth”, foi digitado o valor 30 para “Elevation” e 45 para “Azimuth”.
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Para a elaboração da carta de unidades do modelado, diferenciadas pelas
semelhanças topográficas, formas e declividade das vertentes e de rugosidade do terreno, a
delimitação das unidades do relevo da bacia do Paraná III (polígonos) foi vetorizada
manualmente no software Global Mapper v. 13.00, desenvolvido pela Blue Marble
Geographics, não envolvendo nenhum processo automatizado nesta etapa.
A análise e correlação das informações obtidas nas cartas temáticas de declividade,
hipsometria, curvatura vertical e relevo sombreado, permitiram a elaboração da carta
preliminar de unidades do modelado que, depois de somadas as informações básicas de
geologia, pedologia e hidrografia, confirmadas no campo, possibilitaram a confecção da
carta final de unidades do modelado da bacia hidrográfica da Paraná III BR/PY.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Pautado na classificação proposta por Ross (1992) e no trabalho de Santos et. al.
(2006) e Oka-Fiori et. al. (2006), a bacia hidrográfica do Paraná III, apresenta no primeiro
nível taxonômico a unidade morfoestrutural da Bacia Sedimentar do Paraná e no segundo
nível, as duas grandes unidades morfoesculturais, denominadas de Terceiro Planalto
Paranaense e Planalto do Paraguai Oriental.
A análise das cartas temáticas (Figura 2) somadas às informações de geologia,
pedologia e hidrografia confirmadas nos trabalhos de campo possibilitou a definição do
terceiro táxon, ou seja, da elaboração da carta de unidades do modelado, diferenciadas
pelas
semelhanças
topográficas
e
rugosidade
do
terreno,
com
cinco
unidades
morfoesculturais na margem esquerda da bacia, abrangendo o território brasileiro e quatro
unidades morfoesculturais na margem direita, situadas no território paraguaio (Figura 3).
A margem esquerda comtempla as unidades de Cascavel, São Francisco, Foz do
Iguaçu, Marechal Cândido Rondon e Guaíra, e a margem direita, as unidades de Santa Fé
Del Paraná, Nueva Esperanza, Corpus Cristhi e Salto Del Guaíra.
A unidade do Platô de Cascavel apresenta três subdivisões denominadas: unidade
de Cascavel (1a), subunidade de Santa Teresa do Oeste (1b) e subunidade de Nova Santa
Rosa (1c). As subunidades apresentam condições semelhantes em relação à posição
hipsométrica, com gradientes altimétricos que variam entre 400 e 775 metros, contemplando
a maior parte das nascentes da margem esquerda da bacia. As subdivisões fizeram-se
necessárias em razão das características de declividade e de solos.
Na unidade de Cascavel (1a), as vertentes caracterizam-se como retilíneas e
côncavas, com declividades entre 0 a 12%, e o predomínio de Latossolos e Nitossolos. Na
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subunidade de Santa Teresa do Oeste (1b) ocorrem declividades mais acentuadas, entre 6
a 20%, e apresenta pequenas áreas de solos Neossolos, associados aos Latossolos e
Nitossolos e rupturas de declives levemente abruptas. A subunidade de Nova Santa Rosa,
embora apresente semelhantes condições pedológicas em relação a unidade (1a), exibe
porcentagens de declividades menos acentuadas e vertentes mais aplainadas.
No curso intermediário da margem esquerda da bacia localiza-se a unidade do São
Francisco, com cotas altimétricas que variam entre 225 e 600 metros. Contempla o setor de
maior dissecação, com vertentes complexas de formas convexo-côncavas fortemente
entalhadas e valores entre 20 a mais de 30% de declividade. Predominam na unidade os
Neossolos (em declividades acima de 20%) intercalados com os Nitossolos. Apenas em
pequenos pontos ao sul e a oeste as vertentes são menos dissecadas, com ocorrência de
declividades entre 0 e 6% e solos do tipo Latossolos.
A unidade de Foz do Iguaçu abrange o setor rebaixado localizado as margens do rio
Paraná e contempla cotas altimétricas entre 100 e 400 metros. As declividades em sua
maioria ocorrem entre 0 e 12%, com vertentes predominantemente planas e cobertura
pedológica representada pelos Latossolos nos setores de topo e os Nitossolos na baixa
vertente.
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A unidade de Marechal Cândido Rondon também expressa altitudes que variam
entre 100 e 400 metros, porém apresenta uma associação de diferentes formas de
vertentes. Nos setores de maior declividade de 12 e 20% ocorrem formas fortemente
convexas e a presença de Neossolos, Cambissolos e Nitossolos. Em setores mais
aplainados de forma convexas-côncavas e retilíneas com gradientes entre 0 e 12% de
declividade, verificam-se os Latossolos e Nitossolos, com ocorrência de Neossolos nos
setores onde há fortes rupturas de declive.
A unidade de Guaíra abrange o setor norte da bacia, e caracteriza-se como uma
unidade de transição geológica, zona de contato do basalto com o arenito. Por estar situada
em área de transição, verificam-se solos de textura argilosa, (Latossolos e Nitossolos) e
arenosos (Argissolos e Neossolos Quartzarênicos). Em toda a unidade ocorrem vertentes
predominantemente aplainadas em cotas altimétricas que variam entre 100 e 300 metros.
A margem direita da bacia localizada no Paraguai apresenta no ambiente de platô a
unidade de Corpus Cristhi. A unidade comtempla gradientes altimétricos dominantes entre
300 e 400 e abrange todas as nascentes situadas no alto curso. As vertentes destacam-se
pelo domínio de formas convexas e retilíneas, declividade entre 0 e 6% e solos do tipo
Latossolo (Oxisol). O modelado do relevo e as condições geoambientais exibem
características semelhantes ao longo de toda a unidade.
O setor norte da bacia compõe a unidade de Salto Del Guaíra, que apresenta
características bastante particulares devido às condições geológicas e pedológicas. A
unidade abrange uma zona de transição da formação basáltica com a arenítica ocorrendo
predominantemente solos de textura arenosa e areno-argilosa em solos do tipo Argissolo
(Ultisol e Alfisol). A área possui vertentes retilíneas, com altimetrias que variam entre 100 e
400 metros e declividades entre 0 e 12%.
A unidade de Nueva Esperanza exibe vertentes mais inclinadas em relação aos
outros setores localizados na margem direita. A unidade apresenta áreas setorizadas, que
denotam topos mais inclinados e declividades com porcentagens entre 12 e 20%,
localizadas em uma pequena faixa arenítica. Na maior parte da unidade, sobretudo nos
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ambientes de baixa vertente, verifica-se o predomínio de declividades entre 0 e 12%, com a
presença de solos de textura argilosa, resultante da formação basáltica.
No setor sul, destaca-se a unidade de Santa Fé Del Paraná abrangendo grande
parte do baixo curso da margem direita do Rio Paraná. A unidade é composta por modelos
topográficos particularmente semelhantes, caracterizados por vertentes tipicamente planas e
cobertura pedológica com o domínio dos Latossolos (Oxisols).
No contexto geral, a delimitação das unidades geomorfológicas da bacia expressa
importantes correlações entre as formas topográficas e os tipos de uso do solo. Nos setores
de declividades menos acentuadas ocorrem predominantemente os cultivos de cultura
temporária (soja e milho), sendo que nas áreas de maior inclinação topográfica e/ou setores
compostos por formação arenítica, o uso é caracterizado por pastagens.
ALGUMAS CONSIDERAÇÕES
Este trabalho, em desenvolvimento, permite considerar que pesquisas de ordem
físico-territoriais desenvolvidas na escala espacial das bacias hidrográficas, quando
subsidiadas pela cartografia geomorfológica e, principalmente, pelas geotecnologias,
possibilitam mapear e compreender diferentes aspectos do relevo, como demonstrado neste
estudo de caso que definiu e caracterizou as principais unidades do modelado,
diferenciadas pelas semelhanças topográficas e de rugosidade do terreno da Bacia
Hidrográfica do Paraná III BR/PY.
Outra consideração importante é que os dados obtidos nesta pesquisa, em escala
regional, deverão subsidiar futuros estudos que busquem a compreensão da evolução
espaço-temporal dos processos modeladores destas formas de relevo, particularmente
aqueles que permitam o entendimento das suas fragilidades e potencialidades, considerado
importante para o planejamento socioambiental deste espaço geográfico de fronteira.
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