knickpoint finder: ferramenta para a busca de geossítios ... · digitais de elevação, mapas...

9
boletim de geociências paranaense Knickpoint Finder: ferramenta para a busca de geossítios de relevante interesse para o geoturismo Knickpoint Finder: tool for searching geosites of relevant interest for geotourism EDUARDO SALAMUNI, EDENILSON ROBERTO DO NASCIMENTO, PEDRO AUGUSTO HAUCK DA SILVA, GUSTAVO LOPES QUEIROZ, GRACIANY DA SILVA Universidade Federal do Paraná - [email protected] Resumo O trabalho objetiva mostrar a aplicação no geoturismo de uma nova ferramenta computacional de análise morfométrica da rede de drenagem baseada nos métodos de Hack (1957, 1973) e Etchebehere (2004), para aplicação em estudos de enfoque neotectônico. A rotina criada trabalha a partir de um modelo digital de elevação (MDE) de modo a gerar um mapa de pontos de ruptura de declive de drenagem e/ou quebra de relevo (knickpoints) e foi programada em Python para uso acoplado ao software de sistemas de informação geográfica ArcGIS®, denominada de Knickpoint Finder.Uma área de estudo foi selecionada de maneira a testar e avaliar a capacidade do software na análise e identificação de knickpoints a partir do estudo da morfologia de um recorte geográfico na Serra do Mar no estado do Paraná, com o objetivo de determinar possíveis geossítios com interesse geoturístico. Após a aplicação da ferramenta na área de estudo constatou-se que os dados de knickpoints obtidos podem caracterizar com rapidez e eficácia pontos de interesse relevante à pesquisa geoturística inicial, principalmente no que tange ao inventário de pontos de beleza cênica relevante em se tratando de corredeiras, cachoeiras ou cascatas. Para que a análise regional possa ser realizada a contento é necessário o emprego de técnicas de representação espacial de dados que podem ser realizadas pelo próprio ArcGIS®, imediatamente após o processamento do Knickpoint Finder. Os resultados da técnica mostraram-se satisfatórios na correlação da maior ocorrência de knickpoints com a probabilidade do encontro de geossítios em áreas de grande amplitude, constatando-se ganho de velocidade de delimitação dos mesmos. Desta forma pode-se considerar a ferramenta virtual obtida como satisfatório recurso de auxílio na análise morfométrica voltada ao geoturismo, podendo ser aplicada em qualquer área onde haja cobertura de modelos digitais de elevação. Palavras-chave: Geoturismo; geossítios; MDE; knickpoint; software. Abstract The study aims to illustrate the geotourism application of a new computational tool for morphometric analysis of the drainage network that is based on Hack (1957, 1973) and Etchebehere (2004), for application in studies of neotectonic approach. The computational routine works starting from a digital elevation model (DEM) to generate a map of drainage-slope breaking points and/or relief break (knickpoints) and was programmed in Python for use coupled to the geographical information systems software ArcGIS®, and has been named Knickpoint Finder. An area of study was selected in order to test and evaluate the software's ability to analyze and identify knickpoints from the study of the morphology of a geographical cutout in the Serra do Mar in the state of Paraná, in order to determine possible geosites with geotouristic interest. After application of the tool in the area of study, it was verified that the knickpoint data obtained can characterize quickly and effectively points of interest relevant to the initial geotouristic research, especially in regard to the inventory of relevant points of scenic beauty when it comes to rapids, waterfalls or cascades. To ensure that the regional analysis can be done successfully it is necessary to employ spatial data representation techniques which can be performed directly in ArcGIS, immediately after the processing of Knickpoint Finder. The results of the technique where satisfactory in the correlation of the highest occurrence of knickpoints with the probability of finding geosites in extensive areas, which demonstrated the speed gain in delimiting these sites. Thus, the obtained virtual tool is considered a satisfactory feature in assisting morphometric analysis focused on geotourism, which can be applied in any area where there is coverage of digital elevation models. Key words: Geotourism; geosites; DEM; knickpoint; software. 1. INTRODUÇÃO De acordo com Hose (1995), o turista que visita um patrimônio natural, ao adquirir conhecimento a respeito da geologia e/ou geomorfologia de um sítio, deixa de ser apenas um espectador da estética da paisagem. Assim, o geoturismo passa a ter também por missão agregar conhecimento técnico e/ou científico ao valor estético, que sendo subjetivo, pode valorizar ainda mais a paisagem, inclusive para que estas sejam preservadas como patrimônios naturais ou culturais. Segundo Moreira (2011) o geoturismo é uma tendência mundial que vem propiciando uma atividade educativa, além de acrescentar "uma nova dimensão e diversidade ao produto turístico oferecido". Liccardo (2008) ressaltam que o geoturismo fundamenta-se nos conceitos de geodiversidade, patrimônio geológico e et al. volume 70 (2013) 200 - 208 200

Upload: others

Post on 22-Oct-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • boletimde geociências

    paranaense

    Knickpoint Finder: ferramenta para a busca de geossítiosde relevante interesse para o geoturismo

    Knickpoint Finder: tool for searching geosites of relevant interest for geotourism

    EDUARDO SALAMUNI, EDENILSON ROBERTO DO NASCIMENTO, PEDRO AUGUSTO HAUCK DA SILVA,GUSTAVO LOPES QUEIROZ, GRACIANY DA SILVA

    Universidade Federal do Paraná - [email protected]

    Resumo

    O trabalho objetiva mostrar a aplicação no geoturismo de uma nova ferramenta computacional de análise morfométrica da rede dedrenagem baseada nos métodos de Hack (1957, 1973) e Etchebehere (2004), para aplicação em estudos de enfoque neotectônico. Arotina criada trabalha a partir de um modelo digital de elevação (MDE) de modo a gerar um mapa de pontos de ruptura de declive dedrenagem e/ou quebra de relevo (knickpoints) e foi programada em Python para uso acoplado ao software de sistemas de informaçãogeográfica ArcGIS®, denominada de Knickpoint Finder.Uma área de estudo foi selecionada de maneira a testar e avaliar a capacidade dosoftware na análise e identificação de knickpoints a partir do estudo da morfologia de um recorte geográfico na Serra do Mar no estado doParaná, com o objetivo de determinar possíveis geossítios com interesse geoturístico. Após a aplicação da ferramenta na área de estudoconstatou-se que os dados de knickpoints obtidos podem caracterizar com rapidez e eficácia pontos de interesse relevante à pesquisageoturística inicial, principalmente no que tange ao inventário de pontos de beleza cênica relevante em se tratando de corredeiras,cachoeiras ou cascatas. Para que a análise regional possa ser realizada a contento é necessário o emprego de técnicas de representaçãoespacial de dados que podem ser realizadas pelo próprio ArcGIS®, imediatamente após o processamento do Knickpoint Finder. Osresultados da técnica mostraram-se satisfatórios na correlação da maior ocorrência de knickpoints com a probabilidade do encontro degeossítios em áreas de grande amplitude, constatando-se ganho de velocidade de delimitação dos mesmos. Desta forma pode-seconsiderar a ferramenta virtual obtida como satisfatório recurso de auxílio na análise morfométrica voltada ao geoturismo, podendo seraplicada em qualquer área onde haja cobertura de modelos digitais de elevação.

    Palavras-chave: Geoturismo; geossítios; MDE; knickpoint; software.

    Abstract

    The study aims to illustrate the geotourism application of a new computational tool for morphometric analysis of the drainage networkthat is based on Hack (1957, 1973) and Etchebehere (2004), for application in studies of neotectonic approach. The computational routineworks starting from a digital elevation model (DEM) to generate a map of drainage-slope breaking points and/or relief break (knickpoints)and was programmed in Python for use coupled to the geographical information systems software ArcGIS®, and has been namedKnickpoint Finder. An area of study was selected in order to test and evaluate the software's ability to analyze and identify knickpointsfrom the study of the morphology of a geographical cutout in the Serra do Mar in the state of Paraná, in order to determine possiblegeosites with geotouristic interest. After application of the tool in the area of study, it was verified that the knickpoint data obtained cancharacterize quickly and effectively points of interest relevant to the initial geotouristic research, especially in regard to the inventory ofrelevant points of scenic beauty when it comes to rapids, waterfalls or cascades. To ensure that the regional analysis can be donesuccessfully it is necessary to employ spatial data representation techniques which can be performed directly in ArcGIS, immediately afterthe processing of Knickpoint Finder. The results of the technique where satisfactory in the correlation of the highest occurrence ofknickpoints with the probability of finding geosites in extensive areas, which demonstrated the speed gain in delimiting these sites. Thus,the obtained virtual tool is considered a satisfactory feature in assisting morphometric analysis focused on geotourism, which can beapplied in any area where there is coverage of digital elevation models.

    Key words: Geotourism; geosites; DEM; knickpoint; software.

    1. INTRODUÇÃO

    De acordo com Hose (1995), o turista que visitaum patrimônio natural, ao adquirir conhecimento arespeito da geologia e/ou geomorfologia de um sítio,deixa de ser apenas um espectador da estética dapaisagem. Assim, o geoturismo passa a ter também pormissão agregar conhecimento técnico e/ou científico ao

    valor estético, que sendo subjetivo, pode valorizar aindamais a paisagem, inclusive para que estas sejampreservadas como patrimônios naturais ou culturais.

    Segundo Moreira (2011) o geoturismo é umatendência mundial que vem propiciando uma atividadeeducativa, além de acrescentar "uma nova dimensão ediversidade ao produto turístico oferecido". Liccardo

    (2008) ressaltam que o geoturismo fundamenta-senos conceitos de geodiversidade, patrimônio geológico e

    et

    al.

    volume 70 (2013) 200 - 208

    200

  • Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    geoconservação. Assim sendo, sítios geológicos (ougeossítios) são locais de relevante interesse para oestudo geológico ou geomorfológico, importante sob oponto de vista geocientífico, que necessitam possuirapelo didático e/ou turístico, fundamentalmente devidoà singularidade das formações geológicas tais comoafloramentos especiais, artefatos naturais, por exemplo,uma cratera de impacto de meteorito ou o própriometeorito, grandes bombas vulcânicas - camadas ouformações fossilíferas, ou sítios geomorfológicosmarcantes pela sua beleza estética natural e/ou pela suahistória evolutiva, fazem parte do universo dageodiversidade que pode servir aos propósitos dogeoturismo. Grandes exposições artificiais tais comopedreiras, apesar de sua ausência de apelo cêniconatural, podem ser úteis aos estudos da geodiversidadelocal.

    A determinação de elementos geomorfológicosou morfoestruturais notáveis, que constituem um dostipos de geossítios, a partir de imagens de abrangênciaregional, traz uma complexidade inerente devido àdificuldade de se realizar a análise visual ponto a ponto.Em razão dessas limitações, foi confeccionada uma rotinaautomática, ou seja, um que funciona demaneira acoplada ao ArcGIS®, denominado deKnickpoint Finder, cuja finalidade é a de buscar locaisonde há quebras de relevo em segmentos de drenagens,perenes ou intermitentes, denominados de .

    Segundo Crosby & Whipple (2006)são quebras ou rupturas de declive, que criam anomaliasde relevo no perfil longitudinal do canal de um rio. Deacordo com esses autores e outros pesquisadores, taiscomo Gardner (1983), Whipple (2004), Bishop .(2005) e Harbor . (2005), são várias as causas dessedesequilíbrio mas as principais estão ligadas à naturezados litotipos envolvidos, sua erosão diferencial e a bruscamudança de nível de base, inclusive pelas estruturastectônicas herdadas de ciclos anteriores ou ainda pelaneotectônica local.

    Geralmente, os são anomalias,geradas a partir da ampliação do gradiente topográfico,que formam corredeiras e cachoeiras. Portanto, adeterminação de é um dos caminhos para seidentificar cachoeiras que podem ser consideradas comobons geossítios, posto que, quase sempre, estãoassociados à formação e modificação da paisagem a serconsiderada como atrativa ao geoturismo.

    O objetivo do presente trabalho é explanargenericamente o funcionamento do

    , bem como abordar sua aplicabilidade nogeoturismo por meio da apresentação de um estudo decaso, ou seja, o Salto Morato localizado na Serra do Marparanaense e classificado como geossítio relevante,ligado a uma quebra de relevo, que por sua vez configurauma anomalia de drenagem.

    software

    knickpoints

    knickpoints

    et al

    et al

    knickpoints

    knickpoints

    software Knickpoint

    Finder

    2. MÉTODO

    3. DESENVOLVIMENTO

    O trabalho basicamente foi desenvolvido apart ir de testes laboratoriais por meio degeoprocessamento e observação de resultados emimagens orbitais, as quais foram comparadas comfotografias reais de geoformas notáveis.

    Como necessárias para o desenvolvimento dotrabalho foram utilizadas as seguintes ferramentas: o

    para a busca de anomalias derelevo em drenagem; o algoritmo denominado de

    desenvolvido para unificar segmentos dedrenagem; o de geoprocessamento ArcGISv.10.1® para o sistema básico de integração deinformação e plataforma de funcionamento do

    ; as imagens do(SRTM® - NASA), processadas - via

    interpolação pelo método de convolução cúbica - peloProjeto Topodata e com resolução espacial de 30m. Paraa busca dos identificados foram visualizadasas imagens do Google Earth®, onde foram localizadas asreferências espaciais dos pontos de interesse turístico.

    Os equipamentos de informática utilizados sãocomputadores simples de mesa, com capacidade deprocessamento mediana a boa, e funcionamento de doismonitores simultâneos. A plataforma na qual foidesenvolvido o é o Windows®, todavia oalgoritmo pode ser adaptado para programas de GISdesenvolvidos para o Linux, porém isso depende dotrabalho de adaptação de um usuário mais especializado.

    3.1 RELAÇÕES GEOMÓRFICAS E GEOTURÍSTICAS

    Em qualquer região é possível encontrar locaiscom características do meio físico que, pela sua natureza,possam ser consideradas como patrimônio geológico.Em geral são paisagens que apresentam uma ricageodiversidade, seja pela sua formação original seja pelatransformação da mesma, via intemperização, nessecaso o conjunto Pão de Açúcar e Corcovado; oudeformação estrutural, nesse caso a impressionanteZona de Falha Além Paraíba. Ambos os casos, localizadosno estado do Rio de Janeiro, podem ser denominados degeossítio sem qualquer restrição.

    Tais geossítios são passíveis de receber a visitade turistas, leigos ou profissionais das geociências, cujoolhar diferenciado, proporcionado pelo conhecimentogeológico e morfoestrutural já levantado, pode impactarpositivamente a atividade geoturística. Tal disseminaçãodo conhecimento comprovadamente valoriza oambiente do entorno como um todo, já que inibe suadegradação por meio de impactos antrópicos negativose, consequentemente, tem o viés de contribuir para odesenvolvimento econômico local, por meio da atividade

    software Knickpoint Finder

    River

    Merge

    software

    Knickpoint Finder raster Shuttle Radar

    Topography Mission

    knickpoints

    software

    201

  • turística sustentável.De acordo com Rodrigues (2009), o Patrimônio

    Geológico não pode ser visto exclusivamente do pontode vista do conhecimento científico mas além disso, deveter condições de ser transmitido ao público por meio deações de divulgação de Geologia que se encaixam naprópria perspectiva geoturística, que se desenvolve emtorno de um geossítio ou geotopo. Os geossítios podemser pontos ou áreas naturais de notável beleza cênica eque possuem formações de interesse geocientífico, tantono que concerne à sua formação ou à sua esculturação.Em geral ali se confunde a natureza geológica dosubstrato ou do elemento cênico com sua evoluçãogeológico intrínsecas da região em foco, bem como suaevolução geomorfológica, essencialmente ligada aprocessos morfotectônicas, (Nascimento et al. 2008,Silva 2008).

    Nesse contexto, a quebra de relevo, comoelemento geomórfico, é um tipo de modificação napaisagem, indicativas de relevantes estruturas(morfoestruturas) que possibilitam a predição ou adefinição de eventuais geossítios, passíveis depreservação e/ou uso para o geoturismo (Piekarz 2011),ou seja, são intrinsicamente relevantes como PatrimônioGeológico.

    A determinação de uma área ou local(geoforma) como geossítio ou geotopo, de maneirageral, independe da sua escala de abrangência, postoque a grandeza escalar não determina, a princípio, suaimportância geocientífica. Igualmente, um geossítioindepende de sua importância do ponto de vistaeconômico.Tanto no primeiro quanto no segundo casodeve-se considerar que tanto as Cataratas do Iguaçuquanto o Salto Santa Rosa na região central dos CamposGerais (Tibagi-PR) devem ser reconhecidos comoimportantes sítios geológicos/geomorfológicos. Noentanto, é necessário considerar que o geoturismo comoatividade, depende, em parte, de uma vertenteeconômica.

    O conhecimento atual das geoformas quepodem ser caracterizadas como importantes geossítiosainda é baixo no Paraná (Lima et al. 2010), posto que apreocupação em catalogar tais elementos naturais ébastante recente, como mostram documentos técnicosinternos da Minerais do Paraná S.A. (MINEROPAR). Adificuldade está centrada na complexidade dalocalização e da avaliação in situ de um dado elementogeomórfico, necessária à sua consideração comogeossítio relevante, tanto do ponto de vista de sua belezacênica quanto do interesse geológico-científico quedesperta em estudiosos e/ou visitantes.

    Em função disso é interessante considerar que autilização de ferramentas automáticas e/ou digitais devisualização em forma de imagens de satélite, modelosdigitais de elevação, mapas hipsométricos, fotografiasaéreas, entre outros pode ampliar, em muito, oinventário de geossítios. Os de visualizaçãosoftwares

    automáticos estão disponíveis em vários ambientes,desde os mais sofisticados de GIS até os popularesGoogle Earth®e BingMaps®. Todavia, esquadrinhar umaimagem em busca de um desconhecido elementogeomórfico de real interesse ao geoturismo é umtrabalho manual bastante cansativo e, na maior parte dasvezes, pouco eficaz.

    O , acoplado aoArcGIS, busca pontos que caracterizariam rupturas noterreno, que recebem o nome técnico de , eque em síntese, estando localizados em um rio podemrevelar a existência de uma cascata ou cachoeira eeventualmente poderiam ser considerados geossítios ougeotopos. A busca se realiza de forma automática, apartir de imagens que possuam dados altimétricos,independente da escala de levantamento e abrangênciaregional e diminui em muito e até anula a complexidadeinerente à identificação manual de locais onde há taisrupturas de relevo. Em geral, tais anomalias não sãofacilmente identificáveis em imagens de satélite oufotografias aéreas, pois o caráter bidimensional comum àmaioria das imagens impede a identificação emensuração dos . Sendo assim, é necessária autilização de imagens com dados topográficos paracaracterizar cachoeiras, cascatas, corredeiras, enfimlocais com mudanças abruptas de relevo, a partir de umperfil longitudinal, ou um trecho do perfil de um rio ou docurso de uma drenagem intermitente.

    É importante ressaltar que os estudos dedeformação de superfície ou de paisagens mostram querios ou canais de drenagem naturais são bastantesensíveis às modificações da cota do terreno, ou níveisgeodésicos de referência, ainda mais quando ocorremcom rapidez em resposta a sistemas tectônicos ativos(Keller& Pinter 1996). Tal consideração tem sidoabordada por diversos autores que estudam processosde mudanças morfológicas do terreno em áreas sujeitas asismos a partir de processos tectônicos ativos (Volkov

    1967, Burnett & Schumm 1983, Rodriguez & Suguio1992, Merrits & Hesterberg 1994).

    Ou seja, rios são excelentes elementosgeomórficos com possibilidade de mostrar estruturas, aonível de superfície do terreno, criadas a partir deprocessos tectônicos (morfotectônica). A quebra derelevo é uma das características mais notáveis nasuperfície e pode ser caracterizada por importantesanomalias de drenagem (nesse caso traduzidas porcachoeiras ou cascatas) e, em geral, são representadospelos , os quais, dependendo da diferença dacota da quebra de relevo, bem como do volume de água eacréscimo de energia propiciam efeitos paisagísticosnotáveis. Nesse caso poderiam ser considerados comoalvo inicial para considerá-los como geossítios.

    O software Knickpoint Finder tem por focoacelerar o processo da análise geomórfica emorfométr ica no contexto geomorfo lóg ico,possibilitando um bom grau de precisão e detalhe na

    software Knickpoint Finder

    knickpoints

    knickpoints

    et

    al.

    knickpoints

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    202

  • busca desses pontos paisagísticos, que a depender deoutros fatores, como por exemplo sua importânciageocientífica e sua facilidade de acesso, podem seconstituir excelentes pontos geoturísticos.

    3.2 MÉTODOS

    O software se baseia noparâmetro morfométrico proposto por Hack (1973),denominado de índice StreamLenght-Gradient (SL) - ouÍndice de Hack - e refere-se a perfis longitudinais de riosou de segmentos de drenagem, que indicam anomaliaslocais (Martinez 2011). Esse parâmetroé obtidopelo cálculo da declividade do segmento da drenagemmultiplicada pela distância entre o segmentoconsiderado e a nascente do rio. Etchebehere(2004) propuseram uma derivação do Índice de Hack,denominando-o de RDE (Relação Declividade-Extensão),que leva em consideração o aumento da energia dacorrente em determinado segmento da drenagem,utilizando como variável a declividade da superfície docanal. O índice RDE para um segmento (RDEs) pode sercalculado da seguinte maneira (figura 1):

    RDEs (Eq. 1)

    ça altimétrica entre as duasextremidades de um segmento ao longo de umrio;

    ão do trecho em planta;

    L = distância entre a extremidade inferior dessetrecho e a nascente do rio.

    Knickpoint Finder

    et al.

    et al.

    = (ΔH / ΔL) . L

    ΔH = diferen

    ΔL = extens

    O objetivo final, após medir os índices RDEs dediversos segmentos e os índices RDEt de suas respectivasdrenagens, é compará-los para determinar quaissegmentos possuem declividade anômala.

    As anomalias mais significativas determinam osde interesse de estudos morfotectônicos ou

    morfoestruturais. Keller & Pinter (1996) estudaram oíndice SL da San Gabriel Mountains, Sul da Califórnia, eperceberam que al i os valores mostram-seanormalmente altos, o que possibilitou a geração de

    ligados a altas taxas ascensionais de terreno.O índice RDE, proposto por Etchebehere

    (2004), foi utilizado para criar o algoritmo que identificaque, por sua vez, embasou a confecção do

    para operar em conjunto com oArcGIS®, como uma . O algoritmo desta

    ferramenta utiliza imagens com dadosaltimétricos, de onde a drenagem tridimensional éobtida para a análise de RDEs e RDEt, cujos cálculosnecessitam da confecção dos perfis longitudinaiscompletos de todos os rios que estão sendo estudados.Desta forma, é necessário unificar todos os segmentosem cada uma das linhas de drenagem para que sejareconhecida como uma feição única, da cabeceira à foz.Para este processo como não existe ferramentaespecífica no ArcGIS®, foi criado um algoritmo exclusivodenominado de .

    Após a unificação dos segmentos de drenagem,a ferramenta transforma as linhas 2D da rede dedrenagens em linhas 3D, adicionando o valor de altitude(Z), obtido da imagem que contém os dados altimétricos,utilizando-se, no caso do ArcGIS®, da ferramenta

    . Após esta etapa cada nó (vértice) decada linha possuirá os valores de altitude (Z), além decoordenadas X e Y. Ao final do processo é feita a mediçãodos índices RDE e marcado automaticamente um pontono mapa ( ).

    O banco de dados dos pontos gerados guardam,além das coordenadas X e Y e do grau de anomalia, osvalores de RDEs, RDEt e RDEs/RDEt do segmento. Há umarelação de escala de trabalho, que é uma variávelfornecida pelo usuário, ou seja, quanto menor o valor daequidistância altimétrica fornecida pelo usuário, maiorserá o número de dados (pontos) no resultado final.Assim, o resultado final da ferramenta Knickpoint Finderé uma malha de pontos, cuja densidade dependedaescala de trabalho e do valor escolhido para as curvas denível virtuais (equidistância altimétrica fornecida pelousuário).

    Para testar a ferramenta desenvolvida, oKnickpointFinder foi aplicado ao recorte geográfico daSerra do Mar paranaense, com o intuito de obter os

    (figuras 3 e 4), os quais foram analisados à luzdos dados geológicos (figura 2).

    knickpoints

    knickpoints

    et al.

    knickpoints

    Knickpoint Finder

    software toolbox

    raster

    River Merge

    InterpolateShape

    knickpoint

    knickpoints

    4. DESENVOLVIMENTO E DISCUSSÃO

    Figura 1 – Perfil longitudinal de um canal, mostrando como oíndice RDEs é medido para um segmento de comprimento l,diferença altimétrica de h, e distância da nascente do rio de L.

    ΔΔ

    A variante RDE total (RDEt), que se refere àextensão total de um rio, leva em consideração adeclividade total entre a nascente e a foz, e o logaritmonatural de toda a sua extensão (Seeber & Gornitz 1983,Etchebehere 2006). O cálculo é feito da seguinte forma:

    RDEt = ( H / L) .ln(L) (Eq. 2)Δ Δ

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    203

  • Por meio das figuras 3 e 4, é possível observarque há uma grande quantidade de no fronteda escarpa da serra, nos segmentos de rios que formam abacia hidrográfica litorânea. Isso faz sentido exatamentepelo fato de ali haver importante sequência de quebrasde relevo, geradas fundamentalmente por rupturas dosterrenos, nesse caso pela ocorrência de falhas geológicascom direção NE-SW, bem como por alinhamentosestruturais como diques de diabásio com direção NW-SE.

    Assim, é possível que as rupturas de terreno,geradas pelas reativações de planos de falhas de direçãoNSW e também estruturas menores de direção NW, nasquais se acomodam trechos de rios, apresentem

    knickpoints

    boadensidade de Todavia, não se podedescartar que há gerados por processoserosivos e/ou intempéricos que agem de forma diversaem litotipos variados, devido às diferenças de resistênciaentre rochas de natureza diversificadas.

    A seleção de áreas com prováveis locais queapresentam pontos geomórficos de beleza cênicarelevante, representam os alvos preferenciais para apesquisa facilitando a busca por pontos de real interesse.É possível traçar um paralelo, dessa forma, com osmétodos de exploração mineral e a busca por alvos deinteresse econômico.

    knickpoints.

    knickpoints

    Figura 2 – Mapa geológico simplificado da região da Serra do Mar paranaense (Fonte: Nascimento 2013)

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    204

  • Partindo-se desse princípio, o método permiteque o aumento da escala da imagem aproxime, por suavez, o objeto de análise e a busca visual restrita a áreasonde o adensamento de é maior, permitindoque se possibilite ampliar a identificação dos pontos deinteresse. Na figura 4, por exemplo, há três áreas deinteresse, a sul, no centro da área e a norte. São nessasáreas que a busca de deve se concentrar paraque se aumente a chance de encontrar geossítios com

    knickpoints

    knickpoints

    potencial vocação geoturística ou até mesmo voltada aoturismo de aventura.

    Optando-se por uma dessas concentrações,verifica-se em imagens de satélite do Google Earth oponto exato onde o representado por umacascata/cachoeira, está posicionado. A partir desseponto é possível determinar se o local encontrado é, defato, compatível com os critérios intrínsecos a umgeossítio.

    Knickpoint,

    Figura 3 – Modelo digital de elevação mostrando os principais identificados na área de estudo, a partir dos valores de RDEs.knickpoints

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    205

  • Figura 4 – Mapa de estimativa de densidade de identificados na área de estudo.knickpoints

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    206

  • A figura 5 mostra a sequência utilizada para abusca de um sítio relevante para o desenvolvimentogeoturísitico local. Nesse caso o geossítio é representadopela cachoeira de Salto Morato de cerca de 160 m dequeda de água, já conhecida, cujas coordenadasgeográficas de latitude é 25°09'50”S e de longitude é48°17'54”O.

    A figura 6 mostra que foi possível encontrar oSalto Morato e muitos outros pontos de grande belezanatural utilizando-se da técnica de busca simples a partirde imagens de satélite e dos pontos de maismarcantes encontrados pelo

    knickpoints

    software.

    Para a definição de que esse ponto, de fato,constituiria um geossítio seria necessário olevantamento de sua relevância geocientífica, porexemplo ressaltando que nesse caso, caracterizaria aevolução morfotecônica de sua região de abrangência.No caso em tela, o ponto encontrado constitui umexcelente referencial para o entendimento da evoluçãogeomorfológica e geológica-estrutural do fronte daescarpa da Serra do Mar. Como já se conhece, deantemão, sua vocação turística, principalmente oturismo de aventura, é possível classificá-lo como umgeossítio.

    O Knickpoint Finder funciona acopladoao ArcGIS®. Um dos ganhos fundamentais no processoautomático de identificação de é a rapidez dabusca desse tipo de anomalia, ou elementomorfométrico, em imagens que deve necessariamenteestar em formato e possuir dados altimétricos.

    O aumento na velocidade e na facilidade debusca de dados morfométricos, no caso ostorna a ferramenta eficaz e eficiente na identificação deprováveis geossítios de interesse geoturístico, em setratando de rupturas de relevo em perfis longitudinais derios ou segmentos de drenagem.

    Os necessariamente precisampassar por uma avaliação visual em ferramentas virtuaisdo tipo Google Earth® e Bing® e para que possam serconsiderados geossítios de interesse geoturísticoprec isam, poster iormente, passar por umacaracterização e avaliação focadas nessa meta. Talavaliação deve incluir os critérios que têm sido propostose apresentados em vários trabalhos de pesquisa sobregeoturismo como, por exemplo, a síntese mostrada porNascimento (2008).

    O Knickpoint Finder é um de códigoaberto à comunidade e está disponível na forma dearquivo digital no sítio eletrônico do Grupo de Pesquisaem Neotectônica da Universidade Federal do Paraná(http://www.neotectonica.ufpr.br). A partir do códigoaberto, eventuais interessados podem adaptá-lo emoutros programas ou pacote voltados a GIS, necessitandopara isso que o algoritmo seja modificado de acordo comas especificações do programa de geoprocessamento.

    6. CONCLUSÃO

    software

    knickpoints

    raster

    knickpoints,

    knickpoints

    et al.

    software

    Figura 5 – Sequência de etapas necessárias para se identificarum geossítio a partir de um modelo digital de elevaçãoutilizando-se o Knickpoint Finder.software

    Figura 6 – Esquema de identificação de um ponto geoturístico,neste caso o Salto Morato, a partir de análise multi-escala deimagens de satélite do Google Earth®. O relevo apresentaexagero vertical de 3 vezes (escalas indefinidas)

    Referencias

    BISHOP, P.; HOEY, T.B.; JANSEN, J.D.; ARTZA, I.L. 2005Knickpoint recession rate and catchment area: thecase of uplifted rivers in Eastern Scotland. EarthSurface Process & Landform, 30:767-778.

    BURNETT, A.W.; SCHUMM, S.A. 1983 Alluvial riverresponse to neotectonic deformation in Louisianaand Mississippi. Science, v.222, p. 49-50.

    CROSBY, T.B.; WHIPPLE, K.X. 2006 Knickpoint initiationand distribution within fluvial networks: 236

    waterfalls in the Waipaoa River, North Island, NewZealand. Geomorphology, 82:16-38.

    ETCHEBEHERE, M.L.C.; SAAD, A.R.; FULFARO, V.J.;PERINOTTO, J.A.J. 2004 Aplicação do Índice“Relação Declividade- Extensão – RDE” na Bacia doRio do Peixe (SP) para detecção de deformaçõesneotectônicas. Revista do Instituto de Geociências –USP Série Científica, São Paulo, v.4, n.2, p. 43-56, out.

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    207

  • ETCHEBEHERE, M.L.C.; SAAD, A.R.; SANTONI, G.;CASADO, F.C.; FULFARO, V.J. 2006 Detecção deprováveis deformações neotectônicas no vale do Riodo Peixe, região ocidental paulista, medianteaplicação de índices RDE (Relação Declividade-Extensão) em segmentos de drenagem. RevistaGeociências, UNESP, v.25, n.3, p.271-289.

    GARDNER T.W. 1983 Experimental study of knickpointand long i tud ina l evo lut ion in cohes ive ,homogeneous material. Geological Society ofAmerica Bulletin, 94: 664–672.

    HACK, J.T. 1957 Studies of longitudinal stream profilesin Virginia and Maryland. Shorter Contributions toGeneral Geology, 1957. p. 45-97.

    HACK, J.T. 1973 Stream-profile analysis and stream-gradient index. Journal Research of the U.S. Geol.Survey, v. 1, n. 4, p. 421-429.

    HARBOR, D.; BACASTOW, A.; HEATH, A.; ROGERS, J. 2005Capturing variable knickpoint retreat in the CentralAppalachians, USA. Geogr. Fis. Dinam. Quat. 28:23-36.

    HOSE, T.A. 1995 Selling the story of Britain's stone.Environmental Interpretation, 10 (2), 16-17.

    KELLER, E.A.; PINTER, N. 1996 Active tectonics,earthquakes, uplift and landscape. Prentice Hall,338 p.

    LICCARDO, A.; PIEKARZ, G.; SALAMUNI, E. 2008Geoturismo em Curitiba. Mineropar, Curitiba - PR,122 p.

    LIMA, F.F. DE; BRILHA, J.B.; SALAMUNI, E. 2010Inventorying geological heritage in large territories: amethodological proposal applied to Brazil.Geoheritage, DOI 10.1007/s12371-010-0014-9

    MARTINEZ, M.; HAYAKAWA, E.; STEVAUX, J. C.; PROFETA,J. D. 2011 SL index as indicator of anomalies in thelongitudinal profile of the Pirapó River. RevistaGeociências, v. 30, p. 63-76.

    MERRITS, D.; HESTERBERG, T. 1994 Stream networksand long-term surface uplift in the New Madridseismic zone. Sciencem, v. 265, p. 1.081-1.084.

    MOREIRA, J.C. 2011 Geoturismo e interpretaçãoambiental. Ed. UEPG, Ponta Grossa - PR, 157 p.

    NASCIMENTO, E.R. 2013 Caracterizaçãomorfotectônica e morfoestrutural da Serra do MarParanaense. Tese de Doutorado. Departamento deGeologia, UFPR.

    NASCIMENTO, M.A.L. DO; RUCHKYS, U.A.; MANTESSO-NETO, V. 2008 Geodiversidade, geoconservação egeoturismo. SBG-BR, São Paulo-SP, 82 p.

    PIEKARZ, G. 2011 Geoturismo no Karst. Mineropar,Curitiba - PR, 121 p.

    RODRIGUES, J.C. 2009 Geoturismo: uma abordagememergente. In: Neto de Carvalho, C. &Rodrigues, J.C.(Eds.), Geoturismo e desenvolvimento local. Idanha-a-Nova, 38-60.

    RODRIGUEZ, S.K.; SUGUIO, K. 1992 Gradienteshidráulicos das drenagens de 2ª ordem: uma

    contribuição para os estudos de neotectônica da"Volta Grande" do rio Xingu, Altamira - PA. In:Congresso Brasileiro de Geologia, 37, 1992, SãoPaulo. Resumos Expandidos... São Paulo: SociedadeBrasileira de Geologia, p. 598-600.

    SEEBER, L.; GORNITZ, V. 1983 River profiles along theHimalayan arc as indicators of active tectonics:Tectonophysics, v. 92, p. 335–367.

    SILVA, C.R. (ed.) 2008 Geodiversidade do Brasil.CPRM-Serviço Geológico do Brasil. Rio de Janeiro -RJ, 263 p.

    UFPR 2013 Neotectonics research group. Brazil.Available at http://www.neotectonica.ufpr.br/2013/.

    VAL, P.F. A., SILVA, C.L. DA; SANTOS, J.M. DOS; MORALES,N.; HARBOR, D. 2013 Distribuição de knickpointsem bacias de drenagem na região de Manaus (AM) eseu potencial para o estudo neotectônico e evoluçãoda paisagem na Amazônia. Simpósio de Geologia daAmazônia.

    VOLKOV, N.G.; SOKOLOVSKY, I.L.; SUBBOTIN, A.I. 1967Effect of recent crustal movements on the shape oflongitudinal profiles and water levels in rivers. In:International symposium on river mechanics, Bern(Swiss), 1967. Proceedings.. Bern: InternationalUnion of Geodesy and Geophysics, p. 105-116.

    WHIPPLE, K.X. 2004 Bedrock rivers and thegeomorphology of active orogens. Annual ReviewofEarth andPlanetary Sciences, 32:151–185.

    Manuscrito ID 32797Submetido em julho de 2013Aceito em setembro de 2013

    Salamuni et al./Boletim Paranaense de Geociências 70 (2013) 200-208

    208