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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

 

 

ELABORAÇAO DE PRODUTOS CARTOGRÁFICOS BÁSICOS PARA ESTUDO GEOMORFOLÓGICO NO COMPLEXO HÍDRICO DA BAÍA DA BABITONGA, SC

 


 

Fabiano A.Oliveira fabiano.oliveira@univille.net;

Alexandre M. Mazzer;

Monica L. Gonçalves;

Naum A. Santana.

 

Universidade da Região de Joinville – Departamento de Geografia



 

 

Palavras chaves: documentos cartográficos; estudo geomorfológico; baía da Babitonga
Eixo 3: Aplicação da Geografia Física à Pesquisa

Sub-eixo 3.4: Aplicações Temáticas em Estudos de Casos





 

INTRODUÇÃO

 

O preparo de produtos cartográficos é etapa importante em grande parte dos trabalhos de natureza geográfica. No âmbito da geomorfologia, a adequada representação do espaço geográfico torna-se fundamental. O presente trabalho, que visa apresentar as etapas de confecção de produtos cartográficos básicos para um estudo de natureza geomorfológica, integra um projeto de pesquisa desenvolvido junto ao Departamento de Geografia da Universidade da Região de Joinville, que tem por objetivo principal conhecer aspectos geomorfológicos de geração e aporte sedimentar ao Complexo Hídrico da Baía da Babitonga, SC.

Ao descrever princípios para a pesquisa geográfica, Libault (1980) relata que a produção dos documentos cartográficos previstos é etapa essencial para o estabelecimento de correlações, análises e síntese. Sendo a abordagem geomorfológica essencialmente construída sobre levantamento e correlação de dados ambientais, a elaboração de documentos cartográficos básicos que venham a possibilitar a caracterização adequada do meio físico, assim como subsidiar as análises a serem efetuadas, revela-se etapa importante do estudo.

Ao estabelecer as bases geomorfológicas como diretrizes ao estudo do Quaternário, Ab’Saber (1969) destaca níveis de tratamento que considera essenciais na metodologia das pesquisas de base geomorfológica, entre eles o entendimento da compartimentação topográfica regional, assim como da caracterização e descrição das formas do relevo e a obtenção de informações sistemáticas sobre a estrutura superficial das paisagens referentes a todos os compartimentos e formas observadas, o que permite entender globalmente a fisiologia da paisagem. Assim, a abordagem geomorfológica tem como etapa essencial a utilização da cartografia, por meio de técnicas específicas, como instrumento de análise e síntese.

As possibilidades oferecidas atualmente pela cartografia digital permitem a geração, com relativa facilidade, de grande diversidade de produtos cartográficos que auxiliam sobremaneira análises de cunho geomorfológico. Dentre tais produtos, pode-se citar modelos digitais do terreno, cartas clinográficas, de orientação de vertentes, de convexidades e concavidades, de direção de fluxos, entre outras. Porém, tal facilidade de geração de produtos cartográficos em meio digital é aparente e somente será possível após exaustiva etapa de preparo dos dados básicos a partir dos quais serão construídos, destacando-se dentre esses a base cartográfica digital. Adicionalmente, para que possam ter seu conteúdo adequadamente compreendido e aproveitado nas etapas analíticas do estudo, os produtos cartográficos brutos gerados devem  passar por um processo de adequação da representação gráfica do tema, de modo a se otimizar a visão crítica da informação pelo usuário do produto gerado. Martinelli (2003) relata que

o eficaz encaminhamento à aludida visão crítica será possível mediante a conscientização da necessidade de se mobilizar o raciocínio lógico para a concepção e realização daquelas construções gráficas, dando especial atenção à adequada mobilização das regras básicas da sintaxe da linguagem da comunicação visual e a consciente organização da respectiva legenda, como forma de expor a estruturação do raciocínio do construtor do mapa, que vai colocar nas mãos do leitor (usuário) a sua maneira de entender e ver como se organiza a realidade que deseja representar. 

            Desta forma, foram considerados conceitos básicos da cartografia temática na elaboração dos documentos cartográficos, de modo a se otimizar as etapas analíticas do estudo em questão. Por fim, se optou pela utilização das terminologias produtos ou documentos cartográficos pelo fato de que nem todo o material cartográfico gerado se adequa ao conceito de mapa ou de carta, a exemplo do modelo digital do terreno (MDT).

 

A ÁREA DE ESTUDO

 

O Complexo Hídrico da Baía da Babitonga localiza-se na costa norte do estado de Santa Catarina e abrange parte dos municípios de Garuva, Joinville, São Francisco do Sul e Araquari. Corresponde a um polígono compreendido entre coordenadas UTM 7.068.000/680.000 e 7.122.000/746.000, com área total de 156.700 ha. ou 1.567 km2 e um perímetro de 279 km, que inclui a superfície da baía com 190 km2 e perímetro de 343 km. O corpo hídrico da baía da Babitonga possui forma alongada, com cerca de 23km de comprimento no sentido aproximado NE-SO e largura média de 5km. Em sua porção sudoeste a baía é um pouco mais ampla, com largura média de 11km, e apresenta continuidade na forma de dois braços, um no sentido NNO, conhecido como canal do Palmital, com cerca de 18km, e outro no sentido SSE, conhecido como Canal do Linguado, com cerca de 21km., ambos com largura média de 1,1km.

No sentido norte-sul  a área de estudo apresenta comprimento máximo de 54km e no sentido leste-oeste largura máxima de 62km, o que permite ser caracterizada por “grande diversidade de unidades, que variam de planície costeira e os terrenos elevados na faixa leste, até as escarpas da serra do Mar e o Planalto Catarinense, no sentido oeste” (Santana et al., 2001), com amplitude topográfica entre o nível do mar e 1.520m em seu ponto mais elevado (figura 1).



Figura 1:  Localização da área de estudo. Fonte: GuiaNet, 2002

 

A planície costeira abrange as áreas de baixas altitudes no entorno da baía da Babitonga, muitas vezes contendo de modo disperso morros e morrotes de topos convexos. É composta por depósitos holocênicos marinhos, representados por sedimentos praiais e cordões litorâneos e depósitos marinhos mistos, compostos por material detrítico inconsolidado de natureza mista (GAPLAN, 1986), assim como por depósitos de idade pleistocênica. Tais materiais podem estar distribuídos em patamares topográficos diferenciados na forma de terraços e planícies de marés (Mazzer & Oliveira, 2002). Em continuidade com a planície costeira, a partir do canal do Palmital, encontra-se a planície aluvial do rio Cubatão, principal curso d’água da região. Os trechos que compõem os cursos médio e baixo do rio constituem um contínuo sem limites precisos, que se articula com a planície costeira, formado por sedimentos gerados pelos processos erosivos na serra do Mar e sua distribuição por dinâmica flúvio-marinha. Os depósitos sedimentares são constituídos principalmente por blocos, matacões e seixos, muitas vezes contidos em matriz areno-argilosa ou mesmo siltosa, em granulometria decrescente de montante a jusante (Oliveira, 2002).

Os terrenos elevados que ocorrem na faixa leste da área de estudo e a oeste, já na frente de escarpa da serra do Mar, assim como as áreas elevadas do Planalto Catarinense, caracterizam-se por grande amplitude topográfica em relação à planície costeira, em especial na frente de escarpa, onde ocorrem desníveis de até 800m. No contexto geológico são terrenos compostos por rochas do embasamento, denominado complexo granulítico de Santa Catarina, de idade pré-cambriana, formado predominantemente por gnaisses miloníticos, além da ocorrência de rochas vulcano-sedimentares, intrusões de granitos alcalinos e diques de diabásio (Gonçalves et al., 2002).

A cobertura vegetal da área de estudo é composta por manguezais, vegetação do tipo Floresta Ombrófila Densa e seus subtipos e campos de altitude. A cobertura vegetal encontra-se bem preservada na frente de escarpa da serra do Mar e adjacências, estando grande parte da planície costeira ocupada por áreas agrícolas e urbanizadas, com destaque para a cidade de Joinville.

 

OS PRODUTOS CARTOGRÁFICOS

 

Preparo da base cartográfica

 

O primeiro passo consistiu na definição da escala de trabalho, que se deu em função da base topográfica digital existente, obtida da Fundação Municipal de Meio Ambiente da Prefeitura Municipal de Joinville, anteriormente preparada a partir das cartas topográficas na escala 1:50.000 elaboradas pelo IBGE. O arquivo continha todos os níveis de informação das cartas topográficas separados em diferentes layers. Foram selecionados aqueles referentes às curvas de nível, pontos cotados, rede hidrográfica, sistema viário, grade de coordenadas UTM e toponímias, sendo descartados os demais. Obteve-se assim uma base cartográfica digital de trabalho com precisão 1:50.000, referente às folhas topográficas São Francisco do Sul (SG-22-Z-B-II-2), Garuva (SG-22-Z-B-II-1), São Miguel (SG-22-Z-B-I-2), Araquari (SG-22-Z-B-II-4), Joinville (SG-22-Z-B-II-3) e Jaraguá do Sul (SG-22-Z-B-I-4).

A etapa de edição da base cartográfica digital de trabalho foi efetuada em ambiente CAD, no programa AutoCAD Map 2000i. As isolinhas referentes aos diferentes layers encontravam-se fragmentadas e até mesmo desarticuladas. Para que se possa gerar um modelo digital do terreno em ambiente SIG a partir de curvas de nível, cada curva deve estar editada, ou seja, organizada na forma de elemento gráfico único e conter seu valor de altimetria. O trabalho de edição, iniciado pelo layer curvas de nível, mostrou-se bastante complexo, uma vez que a base de trabalho inclui expressivo trecho de áreas com altas declividades na serra do Mar, com grande concentração de curvas de nível, no caso eqüidistantes em 20m. Para facilitar o trabalho, a base foi dividida em setores a serem editados e posteriormente reunidos. Optou-se por divisão em quatro partes que se aproximava à compartimentação natural do relevo, ou seja, a ilha de São Francisco do Sul; o distrito de Saí, a norte da baía da Babitonga e a leste do canal do Palmital; a bacia hidrográfica do rio Cubatão e o trecho ao sul da bacia. O setor referente à bacia do rio Cubatão foi editado quase que integralmente pela equipe técnica de assessoria ao Comitê de Gerenciamento da Bacia Hidrográfica do Rio Cubatão Joinville.

Fato de adicional dificuldade no processo de edição diz respeito à diferença de datum entre as cartas São Miguel, elaborada pelo Serviço Geográfico do Exército (SGE), e Jaraguá do Sul, elaborada pelo IBGE. A carta São Miguel foi construída com base no datum vertical marégrafo de Torres e datum horizontal Base norte- Itararé. A carta Jaraguá do Sul tem como referência o datum vertical marégrafo de Imbituba e datum horizontal SAD 69. Devido a essa diferença, as curvas de nível não encontram suas correspondentes na zona de articulação das cartas. Foi necessário um trabalho minucioso de edição, com resultado parcialmente satisfatório, pois, em alguns setores, trechos de curvas tiveram que ser suprimidos ou mesmo criados para que se pudesse articular as curvas de igual valor. Os valores altimétricos foram atribuídos ao final da edição de cada curva de nível. Terminada a edição das curvas, repetiu-se os procedimentos para os demais níveis de informação (layers), de forma a se obter uma base cartográfica pronta para ser utilizada na geração de outros produtos cartográficos como modelo digital do terreno (MDT), carta clinográfica, carta hipsométrica, carta de orientação de vertentes e carta de convexidades e concavidades (figura 2).

 
 

Figura 2: Detalhe da base cartográfica editada, vale do rio Cubatão. A rede hidrográfica está representada em azul e o sistema viário em vermelho. Escala 1:50.000.

 

Geração dos produtos cartográficos

 

            A base cartográfica editada foi transferida para o programa ArcView 3.2 para o preparo dos produtos cartográficos em ambiente SIG. O primeiro passo consistiu na geração do modelo digital do terreno no módulo de análise espacial do programa, pelo método TIN (triangular irregular network – rede irregular de triângulos). O modelo foi gerado para toda a base cartográfica e não somente para a área de estudo. O processo de interpolação criou uma imagem composta por um total de 1.224.537 triângulos e 617.312 nós, o que requer grande capacidade de processamento do equipamento utilizado.

O programa não interpola de foram adequada as curvas de nível que se fecham muito, em ângulos agudos, como por exemplo nos fundo de vales, quando uma mesma curva de nível é interpolada sobre si mesma, o que acarreta um erro de representação na parte interna da curva. No caso deste estudo, tal ocorrência é especialmente relevante junto à linha de costa. Para mascarar esses erros mais grosseiros foi criado, em ambiente CAD, um polígono referente à superfície aquática da baía e do oceano a partir do recorte da cota zero ou linha de costa. O polígono foi exportado para o programa ArcView e preparado para ser sobreposto aos demais produtos cartográficos, com bons resultados.

O MDT gerado apresenta-se de imediato na forma de uma carta hipsométrica 3D, com classes distribuídas de forma aleatória. Para otimizar o efeito de tridimensionalidade da imagem estabeleceram-se novas classes, de 20 em 20 metros até a cota altimétrica de 80 metros e a partir desta de 40 em 40 metros, e trocaram-se as cores hipsométricas pela graduação de uma única cor, no caso o bege (figura 3).

  

 

Figura 3:  Modelo digital do terreno, com destaque para a área de estudo.

 

A carta hipsométrica propriamente dita foi preparada a partir da redefinição das classes originais do MDT. Optou-se pela definição de seis classes, que coincidem com os principais níveis topográficos observados e com níveis de cabeceiras da rede hidrográfica: cotas inferiores a 40m; entre 40 e 100m; entre 100 e 200m; entre 200 e 700m; entre 700 e 1000m e superiores a 1000m.

A carta clinográfica foi gerada pelo módulo de análise espacial do programa a partir do modelo TIN. Para melhor detalhamento da imagem, definiu-se um pixel de 15m, compatível com a precisão de 1:50.000 da base cartográfica, o que resultou em uma imagem com tamanho de 5.619 colunas por 4.138 fileiras. As classes de declividades, em graus, são também geradas de forma aleatória, de modo que é necessária sua transformação. Optou-se por utilizar a chave proposta por Herz & De Biasi (1989) apud De Biasi (1992), que define como valores de classes os limites: inferiores a 3º (5%); de 3 a 7º (5 a 12%); de 7 a 17º (12 a 30%); de 17 a 25º (30 a 47%) e superiores a 25º (47%). As cores utilizadas para a representação das classes adotadas procuram transmitir a idéia de intensidade das declividades (figuras 4 e 5).

 

 

Figura 4:  Carta clinográfica, com destaque para a área de estudo.

 

 

 Figura 5:  Detalhe da carta clinográfica, vale do rio Cubatão. Escala 1:50.000.

 

            De modo semelhante à carta clinográfica, a carta de orientação de vertentes também foi gerada pelo módulo de análise espacial do programa a partir do modelo TIN. Definiu-se igualmente um pixel de 15m, o que resultou em uma imagem com o mesmo tamanho e resolução da carta clinográfica (5.619 colunas por 4.138 fileiras). Adotaram-se as classes de orientação de vertentes preconizadas por  De Biasi et al. (1977), construídas com base em um octógono, cujas faces correspondem a intervalos de 45º em um círculo graduado, voltadas para N, NE, E, SE, S, SW, W, NW, no sentido horário. Para efeito de melhor entendimento do fenômeno representado, utilizou-se uma escala graduada de cores: quentes para as áreas que recebem maior insolação e frias para as áreas que recebem pouca ou nenhuma insolação, com maior valor para as áreas que recebem insolação máxima ou nenhuma, respectivamente (figura 6).

  

 

Figura 6:  Detalhe da carta de orientação de vertentes, vale do rio Cubatão. As cores quentes referem-se a áreas que recebem maior insolação e as frias a áreas que recebem pouca ou nenhuma insolação. Escala 1:50.000.

 

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS

 

Os produtos cartográficos apresentados, elaborados com tecnologia digital, mostram-se adequados para subsidiar análises pertinentes a um trabalho de natureza geomorfológica. O cuidado tanto nas etapas iniciais de preparo da base cartográfica, quanto nas etapas finais de organização da representação gráfica, resulta em documentos cartográficos que permitem avaliar com facilidade fenômenos como compartimentação do meio físico, amplitude topográfica, distribuição de gradientes altimétricos, áreas que recebem maior ou menor insolação, entre outros. No escopo do projeto de pesquisa em que está inserido, o conjunto dos documentos cartográficos básicos ora confeccionados permite uma definição preliminar das áreas mais frágeis e com maior potencial de produção de sedimentos, principalmente quando de análises simultâneas com outros parâmetros como o uso da terra, vazão dos cursos d’água e distribuição da precipitação pluviométrica, que serão objeto de análises e divulgações posteriores.

 

REFERÊNCIAS

 

Brasil / MPO / FIBGE / IBGE, 1981. Folhas São Francisco do Sul (SG-22-Z-B-II-2), Garuva (SG-22-Z-B-II-1), Araquari (SG-22-Z-B-II-4), Joinville (SG-22-Z-B-II-3) e Jaraguá do Sul (SG-22-Z-B-I-4). IBGE, Rio de Janeiro, escala 1:50.000.

 

Brasil / Serviço Geográfico do Exército (SGE), 1968. Folha São Miguel (SG-22-Z-B-I-2). SGE, Rio de Janeiro, escala 1:50.000.

 

De Biasi, M. et al., 1977. Cartas de Orientação de Vertentes: confecção e utilização. Cartografia, n. 4. Instituto de Geografia / USP, São Paulo, p. 2-11.

 

De Biasi, M., 1992. A Carta Clinográfica: os métodos de representação e sua confecção. Revista do Departamento de Geografia,  n. 6, p. 45-60.

 

Gonçalves, M.L.; Carvalho, R.J.; Völtz, R.R.; Barbosa, A., 2002. Descrição dos Aspectos Fisiográficos da Bacia do Rio Cubatão, Região Nordeste de Santa Catarina. Revista Saúde e Ambiente, vol. 3, n.2, p.49-59.

 

Libault, A., 1971. Os Quatro Níveis da Pesquisa Geográfica. Geocartografia, n.1 Laboratório de Cartografia DG/FFLCH/USP, São Paulo, 1994, 19 p.

 

Martinelli, M., 2003. Cartografia Temática: Caderno de Mapas. Edusp, São Paulo, 160p.

 

Mazzer, A.M.; Oliveira, F.A., 2002. Feições Geomórficas e Depósitos Quaternários da Planície Costeira em São Francisco do Sul, SC. In: IV Simpósio Nacional de Geomorfologia. Anais... São Luís, p.61.

 

Oliveira, F.A., 2002. Análise Preliminar de Impactos da Atividade Mineradora no Leito do Rio Cubatão Norte (Joinville, SC) sob a Ótica da Geomorfologia. Revista Saúde e Ambiente, vol. 3, n.1, p.23-27.

 

Santa Catarina, Gabinete de Planejamento e Coordenação Geral. Subchefia de Estatística, Geografia e Informática (GAPLAN), 1986. Atlas de Santa Catarina. Aerofoto Cruzeiro, Rio de Janeiro, 173p.

 

Santana, N.A.; Gonçalves, M.N.; Carvalho, R.J., 2001. Levantamento de Feições Topográficas para o Mapeamento Geológico Estrutural da Região Nordeste de Santa Catarina através de Técnicas Digitais. Revista Saúde e Ambiente, vol. 2, n.1/2, p.32-40.