UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 052

JOSELISA MARIA CHAVES

Palavras-chave:  sensoriamento remoto, SAR, geologia

Área de trabalho da tese: região de Bezerra-Cabeceiras (GO)

DATA DA DEFESA: 14/06/2002
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROCESSAMENTO DE DADOS EM GEOLOGIA E ANÁLISE AMBIENTAL
ORIENTADOR: PROF. EDSON EYJI SANO (EMBRAPA)
EXAMINADORES: PROFa. MARIA LEONOR R. C. LOPES ASSAD (UnB); PROFa. EDI MENDES GUIMARÃES (UnB); PROFa. PAULINA SETTE REIDEL (UNESP/RIO CLARO); PROF. PEDRO WALFIR MARTINS E SOUZA FILHO (UFPA)

RESUMO

Os dados de sensores remotos têm sido nas últimas duas décadas, testados como uma ferramenta, com grande potencial, em várias áreas de pesquisa (agricultura, geologia, cartografia, hidrologia), principalmente com o desenvolvimento de sensores capazes de coletar informações em diferentes porções do espectro eletromagnético, e pela evolução computacional na aquisição e processamento de dados digitais, como por exemplo uso de sistemas sensores ativos, radar. A principal vantagem do radar é a sua capacidade em adquirir imagens independentemente da presença de nuvens ou de fumaça. Especificamente para a região do Cerrado brasileiro, cuja área representa ¼ do território nacional, poucos trabalhos com radar têm sido desenvolvidos até o momento. Investiga-se o potencial de imagens de radar de abertura sintética (SAR) de forma qualitativa (interpretação visual) e o sinergismo destas com dados do sistema óptico, e de forma quantitativa (coeficiente de retroespalhamento) para o mapeamento de geologia da região do Cerrado brasileiro, nos municípios de Bezerra-Cabeceiras (GO), por ser uma área importante no entendimento da geologia da Faixa Brasília, representada por três unidades sedimentares meso a neo-proterozóicas: os Grupos Paranoá e Bambuí e a Formação Jequitaí. A metodologia geral na análise qualitativa das imagens SAR consistiu no uso de técnicas de processamento digital de imagens (composições coloridas em falsa cor, razões de bandas, principais componentes, filtragens, realces de ampliação de contraste) visando realçar características espectrais associadas às litologias e estruturas geológicas e sua comparação com mapa geológico vetorial da região pesquisada. Foram utilizadas as seguintes imagens: uma cena Landsat-
TM, órbita 221, ponto 071, obtida em 30/5/97, bandas 1,2,3,4,5 e 7, uma imagem 
Radarsat órbita ascendente, modo standard S-7, ângulo de incidência 45-49º, obtida em 23/5/00; imagem SAR JERS-1, datada de 3/10/94, e; uma imagem do RVL-GEMS, banda X, 1975/1976, Folha Brasília, SD.23-Y-C. Complementando os dados digitais foi realizado o reconhecimento em campo das unidades geológicas estudadas.A metodologia na análise quantitativa das imagens SAR consistiu do levantamento do coeficiente de retroespalhamento (sigma°) das diferentes unidades litológicas da área de estudo e posterior tratamento estatístico. Para este estudo foram analisadas as seguintes imagens SAR: duas imagens Radarsat (modo S-2 e S-7) e imagem JERS1. 
Os dados apresentados e analisados nesta tese permitiram demonstrar a potencialidade das imagens SAR no mapeamento geológico.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 052

JOSELISA MARIA CHAVES

KeyWords: Remote Sensing, SAR, geology

DATE OF ORAL PRESENTATION: 14/06/2002
TOPIC OF THE THESIS: GEOLOGICAL DATA PROCESSING AND ENVIRONMENTAL ANALYSIS
SUPERVISOR: PROF. EDSON EYJI SANO (EMBRAPA)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. MARIA LEONOR R. C. LOPES ASSAD (UnB); PROF. EDI MENDES GUIMARÃES (UnB); PROF. PAULINA SETTE REIDEL (UNESP/RIO CLARO); PROF. PEDRO WALFIR MARTINS E SOUZA FILHO (UFPA)

ABSTRACT

The remote sensors data have been tested since the last two decades as an optional tool with great potential in many research areas (agriculture, geology, cartography, hydrology). The advance of the researches in this area is mainly due to the capability of the sensor to collect information in different portions of the electromagnetic spectrum and the computational evolution that made the developing of the many acquisition and processing digital data methods possible. On of the area of remote sensing that has been rising is the use of activated sensor systems (radar images). The major advantage of the radar is its capability to acquire data regardless of cloud or smoke cover. Regarding the Brazilian savanna (Cerrado) region, which represents about ¼ of the national territory, few researches using radar data has been developed. This thesis investigates the potential of synthetic aperture radar (SAR) data for geological mapping in the Brazilian Cerrado region. The geological study is located in the Bezerra-Cabeceiras region, Goiás State. 
The general methodology consisted in using digital processing techniques of images to enhance spectral characteristics associated with the geological lithologies and structures and its comparison with the geological map that had already existed in the region. This research used some satellite images, such as: a) Landsat-TM, orbit 221, point 071, acquired in 30/05/97, bands 1,2,3,4,5, and 7; b) Radarsat image, decreasing orbit, standard S-2, an incidence angle from 24 to 31o, acquired in 13/1/99; c) Radarsat image, ascending orbit, standard -7, an incidence angle from 45 to 49o, acquired in 23/5/00, and; d) JERS1 image, acquired in 3/10/94. Image processing techniques includes the following steps: (1) atmospheric corrections in the Landsat-TM image based on the method of subtraction of the dark pixel; (2) geometric correction in the Landsat-TM image using topographic maps; the SAR images was corrected geometrically through the Landsat image that was already registered; (3) SAR imagery filtering for speckle reduction; (4) the use of some techniques to process images (band combination, arithmetic combination and statistical transforms); 5) recognition in field of the geologic units in the studied area; and (6) Integration and visual interpretation of optical images and SAR data, and comparison with the vetorial geologic map.
The different combinations analyzed were used to provide a better discrimination of the lithologies and geological structures in the studied area.