Aplicações de Imagens HRC do Satélite CBERS-2B - DSR

APLICAÇÕES DE IMAGENS HRC DO SATÉLITE CBERS-2B NO
RECONHECIMENTO DE GEOGLIFOS NO ESTADO DO ACRE.
Geol. Paulo Roberto Martini, MSc.
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais-INPE
Divisão de Sensoriamento Remoto - DSR
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ABSTRACT
Ancient earthworks known as geoglyphs have been depicted by air photos over the landscapes of the State of Acre in
Brazilian Western Amazonia. These features are believed to be of pre-Columbus age and so far no acceptable
explanations were found to the purposes they were built. Geoglyphs are square or circular perfect designs and measures
not much than three hundred meters and so have been also registered in high resolution frames collected by commercial
satellites such those in GoogleEarth. This article describes how far HRC-CBERS public images can help one to
recognize and to map the geoglyphs. Results show that HRC images are able to map and measure those features proving
in this case that they can be reliable alternatives to commercial high resolution satellite images and even aerial photos.
1.RESUMO E CONCLUSÕES
Vários pesquisadores vem estudando
há anos as feições conhecidas como geoglifos
na Amazônia Ocidental e particularmente no
Estado do Acre. Esta feições criadas por
civilizações
pré-colombiana
combinam
movimentos de terra segundo valetas com
geometrias bem definidas como círculos,
quadrados e desenhos duplos mais
complexos. Os geoglifos tem sido registrados
em fotos aéreas panorâmicas e verticais.
Neste trabalho procura-se verficar a
potencialidade das imagens do Sensor HRCHigh Resolution CCD do Satélite SinoBrasileiro de Recursos Terrestres CBERS-2B
com resolução geométrica de 2,5 metros para
mapear tais feições não reconhecidas antes
em imagens orbitais de resolução mais
grosseira como aquelas dos sensores TM,
ETM e CCD que variam de 15 a 30 metros de
pixel. Os resultados mostram que as imagens
HRC se aplicam sobremaneira aos estudos
destas feições, sob ponto de vista geométrico,
quanto as fotos aéreas com resoluções ao
redor de 50 centímetros. Na área estudada ao
longo de um trecho de 25 quilômetros da BR317 entre Rio Branco e Boca do Acre foram
reconhecidos ao menos 12 geoglifos
identificados incicialmente apenas em fotos
aéreas e panorâmicas, posteriormente nos
satélites comerciais de alta resolução. Os
resultados permitem concluir que as imagens
públicas e livres do custos como as HRCCBERS 2B mostraram neste trabalho
desempenho equivalente aos outros produtos
comerciais citados. Este artigo descreve com
mais detalhes o conjunto de atividades e os
procedimentos reportados nesta introdução.
2. ANTECEDENTES
Os primeiros registros de geoglifos
acreanos foram feitos por fotografias aéreas
coletadas sobre as diretrizes das rodovias que
deixavam Rio Branco para Porto Velho-RO
(BR 364) e Boca do Acre-AM (BR-317). As
datas apontam para o período compreendido
entre 1975 e 1980 quando estas rodovias
foram implantadas seguindo o avanço
agrícola que se dirigia para a Amazônia
ocidental.. Pioneiros destas observações
foram os professores da Universidade Federal
do Acre representados pelo Dr. Ondemar Dias
e seu orientando Dr. Alceu Ranzi. Estas
observações pioneiras foram posteriormente
incrementadas por levantamentos aéreospanorâmicos mais detalhados conforme
descritos em Ranzi e Aguiar (2004).
A partir destas constataçòes e tendo
em conta que observações por satélite
poderiam colaborar no registro e no
entendimento da distribuição espacial dos
geoglifos, o autor passou e tentar identificar
tais feiçoes em imagens disponíveis no acervo
do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.
Inicialmente foram estudadas as
imagens do sensor TM (Mapeador Temático)
do Satélite LANDSAT-5, depois tentou-se
verificar as feições em valetas no sensor ETM
(Mapeador Temático Avançado) do Satélite
LANDSAT-7 e mais recentemente na Câmera
CCD do Satélite CBERS-2. As imagens
destes sensores não foram capazes de
identificar nenhum dos geoglifos mapeados
anteriormente pelos pesquisadores citados. A
explicação óbvia é que a resolução
geométrica dos sensores, variando de 30 a 15
metros, não era suficiente para registras os
desenhos dos geoglifos cujas dimensões se
encontram na faixa de três centenas de metros
ou menos. Nestas condições buscou-se a
alternativa do sensor HRC com. alta resolução
geométrica do CBERS-2B. As imagens
utilizadas e os resultados obtidos na
abordagem dos geoglifos mediante imagens
HRC são adiante descritos.
3. IMAGENS HRC DO SATÉLITE CBERS2B
O sensor HRC é um dos três
instrumentos operando a bordo do Satélite
Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres, o
CBERS-2B, o terceiro da família. Trata-se de
um sensor que opera em banda pacromática
(verde+vermelho) com distância entre pixel
de 2.5 metros que lhe confere uma resolução
geométrica de média a alta. Os níveis
radiométricos são processados para 8 bits o
que lhe confere um desempenho semelhante
aos outros sensores orbitais de uso comum em
Sensoriamento Remoto no Brasil.
As imagens HRC cobrem no terreno
uma área de 25x25 quilômetros sendo
portanto necessárias 25 cenas para cobrir uma
área equivalente a uma imagem CCD. Para
nomear cada cena HRC foram usados os
números de bases e pontos de cada centro de
imagem CCD mais as letras de “A” a “E” nas
faixas horizontais (colunas) e os dígitos de
“1” a “5” nas faixas verticais (linhas). Como
em cada passagem do satélite grava-se uma
coluna e sabendo-se que a revisita do satélite
é de 26 dias levam-se 5 passagens para se
cobrir uma cena CCD com imagens HRC. A
revisita portanto para o sensor HRC é de 150
dias ou eventualmente duas passagens ao ano.
Este fato faz com que a disponibilidade de
imagens
HRC,
livres
de
nuvens,
particularmente na área estudada que se situa
em domínio tropical torna-se bem pequena.
Neste trabalho foram utilizadas três
imagens HRC gravadas em 13 de julho de
2008 correspondentes aos seguintes números:
-WRS 179C_111_1 em arquivo digital de 531
megabytes
-WRS 179C-111_3 em arquivo digital de 177
megabytes
-WRS 179C-111_4 em arquivo digital de 177
megabytes.
As imagens foram estudadas com
ferramenta IMAEDIT um freeware do INPE
disponível em www.dgi.inpe.br . As cenas
foram realçadas em contraste usando o corte
padrão de histogramas disponível na
ferramenta. Elas não foram submetidas à
correções geométricas de qualquer tipo.
4. RESULTADOS
Foram estudados 12 geoglifos nesta
fase do trabalho. A análise partiu da
visualização das feições na literatura,
principalmente em Anzi e Aguiar (op.cit) para
o reconhecimento delas nas imagens HRC e
vice-versa. Além de fotos panorâmicas foram
estudadas também fotos aéreas verticais.
Exemplo de uma destas fotos verticais é
aquela da figura 1 obtida com base na
aeronave Bandeirante do Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais-INPE quando em missão
no Estado do Acre. As estruturas destas fotos
medem entre 100 metros (diâmetro) e 300
metros (lado).
Figura 1. Fotos aéreas coletadas através da Aeronave Bandeirantes mostrando alguns geoglifos.
Deve-se notar a perfeita geometria das valetas. A rodovia na foto inferior é a BR-317.
As estruturas desta foto situam-se na Fazenda Colorada de acordo com a literatura
citada.(Fonte: Carlos Alberto Steffen).
As duas feições da foto inferior da
figura 1 foram identificadas na imagem HRC
conforme pode ser certificado na figura 2.
Nesta figura a BR-317 aparece em sua
posição nominal na imagem HRC com o
norte dirigido para a parte superior da cena. O
geoglifo redondo e aquele que se parece com
um campo de golfe aparecem no centro da
cena ao sul da BR 317
Figura 2. Imagem HRC mostrando as feições da foto inferior da figura 1 tomada de avião.
Alguns dos geoglifos estudados nas
imagens HRC não fazem parte das listagens
encontradas na literatura científica, outros
mostram desenhos bem complexos. A
estrutura da figura 3 não faz parte das fotos
aéreas disponibilizadas na literatura estudada.
A estrutura da figura 4, extraída do
GoogleEarth, é de alta complexidade e não
faz parte tampouco dos anais da bibliografia
consultada (Ranzi e Aguiar op.cit.; Schaan et
al. 2009). A feição da figura 4 inclusive
mostra corredores em valetas que fazem
ligação com outro geoglifo também
complexo. Estas estruturas se encontram mais
ao norte das feições anteriores, nas cercanias
da cidade de Boca do Acre no estado do
Amazonas.
A situação de cobertura vegetal das
feições merece ser tratada com atenção pois
pode induzir a questões mais telúricas. O
exemplo da figura 5 mostra isto que parte da
valeta (lado esquerdo do quadrado) é coberta
por mata tropical. Esta disposição parece
indicar que a mata cresceu depois da
construção da valeta. A datação da valeta
pode portanto apontar para uma idade mínima
da mata, mais recente do que os geoglifos.
Vale lembrar que sítios urbanos “(“garden
cities”) amazônicos, atípicos de convivência
com a hiléia mas passíveis de serem erguidos
em ambiente savânico, tem sido estudados no
alto Rio Xingu por Heckenberger et al.(2003).
Figura 3. Geoglifo notável pela sua perfeição geométrica. Não faz parte do acervo de fotos
encontrado na literatura estudada embora seja de conhecimento dos estudiosos (Alceu Ranzi,
informação verbal).
Figura 4. Geoglifo complexo que se distingue sobremaneira dos padrões convencionais.
(Fonte: Edvard Zanic-INPE/DGI).
Figura 5. Imagem HRC com um geoglifo cortado pela BR 317 na margem direita da cena. O fato de
que um de seus lados (o esquerdo) é recoberto por mata tropical induz a especulações
sobre a idade da floresta.
5. ANÁLISE DOS RESULTADOS.
Os resultados demonstram que as
imagens HRC tem ótimos atributos para
levantamentos de geoglifos tanto sob ponto de
vista de resolução geométrica quanto em
questões radiométricas. Neste aspecto deve
ser citado que as imagens estudadas foram
gravadas no período de seca quando os
contrastes são mais discretos entre valetas e a
cobertura vegetal rasa. Mesmo assim as
imagens registraram com propriedade os
contrastes.
de posicionamento, as quais não foram
atendidas neste trabalho. Assim os passos
seguintes deste trabalho irão tentar responder
sobre a qualidade de posicionamento destas
feições nas imagens HRC.
Os resultados tambem recomendam
que os dados HRC sejam aplicados para
estudos arqueológicos principalmente em
regiões que envolvem geoglifos como o alto
Rio Xingu, o vale do Rio Beni na Bolívia e o
platô de Nasca no Peru.
6. BIBLIOGRAFIA.
As dimenões das feições tomadas
sobre as imagens combinaram perfeitamente
com aquelas feitas em campo pelos estudiosos
citados na bibliografia. O posicionamento
cartográfico das estruturas não foram
avaliados
mas
observou-se
que
as
coordenadas obtidas diretamente das imagens
HRC não tem precisão comparável com
aquela mostrada pelo Google para a área de
estudo que já são bem discretas.. Neste
sentido as imagens HRC demandam correções
Heckenberger, M.L.; Kuikuro, A.; Kuikuro,
U.T; Russel, C.; Schmidt, M.; Fausto, C.;
Franchetto, B.,2003. Amazonia 1492: Pristine
Forest or Cultural Parkland. Science vol.301,
5640, 1710-1714.
Ranzi, A.; Aguiar, R., 2004. Geoglifos da
Amazônia - Perspectiva Aérea. Editora da
Faculdade Energia, Rio Branco-AC, 53
páginas.
Schaan, D.; Ranzi, A.; Parssinen, M.,(org.),
2008. Arqueologia da Amazônia Ocidental:
os Geoglifos do Acre. Prelo, 147 páginas.