UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA /INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 16

ALBERTINO DE SOUZA CARVALHO

DATA DA DEFESA: 18/09/97
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: GEOLOGIA REGIONAL
ORIENTADOR: PROF. PAULO ROBERTO DE MENESES (UnB)
EXAMINADORES: PROF. FERNANDO PELLON DE MIRANDA (PETROBRÁS-RJ)
PROF. WALDIR RENATO PARADELLA (INPE-SP)
PROF. AUGUSTO CÉSAR B. PIRES ( UnB)
PROF. REINHARDT A. FUCK (UnB)

RESUMO

Este trabalho apresenta e analisa, de forma detalhada, uma ampla metodologia de integração digital de imagens de radar (SAR) do satélite JERS-1, de imagens ópticas do sensor TM do satélite LANDSAT-5 e de imagens geofísicas, geradas a partir de levantamento aerogamaespectrométrico e magnetométrico do Projeto Surumu, com o objetivo de fornecer subsídios para o mapeamento geológico, na escala de 1:100.000, de uma área localizada no norte-nordeste do Estado de Roraima. Esta forma de processamento, objetivando a integração de imagens de diferentes sensores, vem se tornando uma prática constante nos trabalhos de mapeamento geológico e é considerada como uma potencial ferramenta para a prospecção mineral.

Os três conjuntos de dados analisados passaram por diferentes etapas de processamento digital, que envolveram correções geométricas, aplicação de técnicas de realce e reamostragem espacial, visando, essencialmente, adequá-los à etapa de integração digital.

As imagens SAR/JERS-1 foram geradas como parte do primeiro sistema orbital de sensoriamento remotol voltado para fins de imageamento terrestre com enfoque para geologia. Estas imagens passaram por tratamentos específicos para estes produtos que basicamente englobam a redução do ruído speckle, filtragens direcionais e ampliação linear de contraste. O enfoque que foi dado a este novo tipo de sistema de imageamento deveu-se ao seu caráter tecnológico inovador e aos processos de análise e interpretação destas imagens, considerando os parâmetros instrumentais do sistema e da geometria de aquisição dos dados. Estas imagens mostraram-se valiosas para o mapeamento geológico, apesar de relativas distorções geométricas (layover e foreshortening) e da presença de speckle nas imagens originais. Para as imagens TM/LANDSAT-5, foram aplicados alguns algoritmos usuais que incluem a decorrelação, transformação por componentes principais, obtenção de composições coloridas RGB, manipulação de contraste, filtragens direcionais e ampliação linear de contraste. Os dados aerogeofísicos originais foram inicialmente tratados e posteriormente transformados em imagens em tons de cinza, através de metodologia específica, reamostrados quanto à resolução espacial com as demais imagens e realçados através da técnica de ampliação linear de contraste.

Os melhores produtos obtidos pelo processamento de cada um destes dados foram integrados via Transformação IHS, onde foram testadas várias opções de substituição dos canais I, H e S pelas imagens, antes da aplicação da transformação inversa IHS para RGB. O objetivo desta integração é de analisar, mostrar, avaliar e correlacionar as várias imagens num único produto final, de caráter híbrido, de onde pudessem ser extraídas informações para o mapeamento geológico. Os resultados obtidos mostraram uma boa vantagem de utilização destas técnicas em relação aos métodos tradicionais de interpretação geológico-geofísica de imagens de satélite. A análise e interpretação dos produtos gerados permitiu identificar os domínios morfoestruturais, delimitar unidades fotolitológicas, estabelecer sistemas estruturais a partir da extração de lineamentos, individualizar e separar unidades graníticas, sub-tipos fotolitológicos dentro da unidade vulcânica e definir limites das coberturas sedimentares, que serviram de base para a confecção de um mapa geológico da área de estudo.

Todo o conjunto de informações geológicas extraído da interpretação das imagens foi comparado com o conhecimento geológico atualmente disponível, mostrando alto grau de correlação e permitindo a redefinição, reorganização e caracterização de diferentes unidades aparentemente similares. Informações adicionais de estudos petrográficos e geoquímicos foram realizadas e correlacionadas com os resultados obtidos, acrescentando novas interpretações geológicas que concordam com levantamentos e proposições recentemente divulgadas.

Os dados, técnicas e métodos desenvolvidos dentro da abordagem metodológica proposta confirmam que a integração digital de dados de multisensores é uma ferramenta eficiente para aplicação nos trabalhos de mapeamento geológico, com enorme possibilidade de sucesso para o modelamento geológico-estrutural visando a prospecção mineral.

  
 
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 16
 

ALBERTINO DE SOUZA CARVALHO

DATE OF ORAL PRESENTATION: 18/09/97
TOPIC OF THE THESIS: REGIONAL GEOLOGY
SUPERVISOR: PROF. PAULO ROBERTO DE MENESES (UnB)
COMMITTEE MEMBERS PROF. FERNANDO PELLON DE MIRANDA (PETROBRÁS-RJ)
PROF. WALDIR RENATO PARADELLA (INPE-SP)
PROF. AUGUSTO CÉSAR B. PIRES ( UnB)
PROF. REINHARDT A. FUCK (UnB)

ABSTRACT

This work presents a detailed analysis of digital integration methodology using SAR/JERS-1, TM/LANDSAT-5 and aerogeophysical data for geological mapping in 1:100,000 scale in the southern portion of Guiana Shield, Roraima, Brazil. This type of digital processing technique has been used as a real tool for geological studies and is considered a potential tool for mineral exploration. Isolated and integrated analysis of SAR/JERS-1 and TM/LANDSAT-5 images with aerogeophysical data was applied to obtain geological information about this region.

Three sets of the original analysed data were submitted to different digital processing steps including geometric and radiometric correction, digital enhancements and spatial resampling before the integration phase. The SAR/JERS-1 data processing is characterized by speckle suppression filtering, geometric correction and contrast stretch. This investigation presents and emphasizes the first results of SAR/JERS-1 data evaluation of this orbital radar system., its instrumental and acquisition parameters and the importance of using SAR data. TM/LANDSAT-5 images were submitted to digital enhancement techniques that include linear contrast stretch, principal component transformation, decorrelation, direcional filtering and RGB color composites, before being merged with geophysical images. The original digital geophysical data were converted from vector to raster format, displayed as black and white images, resampled and enhanced by stretching.

The IHS/RGB Transformation technique was used to obtain the merged products for final geological interpretation. The integrated images provided more geological information than those derived from conventional methods of interpretation for isolated satellite images aiming at geological mapping. The best results were obtained for the integration of SAR/JERS-1 and TM/LANDSAT-5 with isolated gamma ray (Total Count, U, Th ) channels. These products favored insights between terrain radiometric properties and lithological units, rock types and also tectonical /structural patterns. The use of merged images and digital enhancements techniques allowed the definition of major physiographic-lithological units and structural lineaments. Additional geochemical and petrographic informations were compared to these results, adding new geological interpretation in agreement to recent field works.

The final map interpretation has improved the geological knowledge of the region and has shown that the applied integration technique can be successfully used for geological mapping purposes and is a potential tool for mineral exploration.