Characterization of karstic environments by means of remote sensing and GIS : the case of Cavernas do Peruaçu National Park, Januaria/ Itacarambi, Minas Gerais State, Brazil

Este trabalho aborda a caracterização do meio físico em ambientes cársticos com o emprego de técnicas de sensoriamento remoto e SIG, tomando como exemplo o Parque Nacional Cavernas do Peruaçu, municípios de Januária e Itacarambi, MG. A escolha desta área se deveu à alta relevância da região em termos de seu conteúdo espeleológico, arqueológico, geomorfológico e biótico, sendo uma mas mais importantes e expressivas áreas cársticas do Brasil. Para atingir o objetivo desta pesquisa, foram enfocados aspectos do meio físico, tais como geologia, geomorfologia, hidrografia e espeleologia. As técnicas de sensoriamento remoto utilizadas incluíram a espectroscopia de reflectância, voltada à análise qualitativa de amostras de carbonatos, e o processamento digital de imagens multiespectrais geradas por sensores orbitais, incluindo a geração e análise de composições coloridas, índice de vegetação, transformações e realces espectrais e classificações espectrais de elementos da superfície, tendo resultado em discriminações litológicas, litofaciológicas e de comunidades vegetais. A modelagem espacial de vários atributos geográficos da área de estudo foi realizada por meio de técnicas de SIG com o objetivo de analisar de forma integrada dados de fontes e formatos diversos, calcular parâmetros morfométricos, refinar mapas pré-existentes, produzir modelos tridimensionais realísticos, realizar análises espaciais e, por fim, gerar um mapa de potencial espeleológico, este último com a finalidade de servir de orientação a futuros trabalhos de exploração em campo. Foram analisados e discutidos os resultados e as limitações encontradas, no que tange a procedimentos empregados e características dos dados utilizados, como as imagens de sensoriamento remoto. O uso conjunto dessas geotecnologias atendeu aos objetivos propostos, demonstrando como o uso dessas ferramentas pode contribuir para diminuir a subjetividade das análises, proporcionando uma descrição quantitativa de elementos do ambientes cárstico, complementar aos estudos qualitativos existentesThis dissertation deals with the characterization of karstic environments through the use of remote sensing and GIS techniques, using as a case study the Cavernas do Peruaçu National Park, located in Januária and Itacarambi counties, Minas Gerais State, Brazil. The selection of this area was due to its relevance in terms of the speleological, archeological, geomorphological and biotic contents, representing one of the most important karstic areas in Brazil. Aspects such as geology, geomorphology, hydrography and speleology were considered in the analysis of the physical environment of the study area. Remote sensing techniques comprised reflectance spectroscopy, used for the quantitative analysis of carbonate rocks, and digital image processing applied to imagery acquired by spaceborne sensors, including color composites, vegetation index, spectral enhancement and transforms and spectral classification of surface targets which resulted in lithologic, lithofaciologic and vegetation communities discrimination. Spatial modeling of geographic attributes was carried out by means of GIS techniques aiming to analyze multi-source map and image data, to calculate morphometric parameters, to refine pre-existing map, to produce realistic tridimensional models, to perform spatial analysis and, finally, to generate a map of the speleological potential, this latter with the purpose to orientate future exploration surveys in the field. Results and constraints were analyzed and discussed with respect to the procedures employed and the characteristics of the data employed, such as remote sensing imagery. The joint use of geotechnologies met the proposed objectives, demonstrating how the use of these tools may contribute to diminish the subjectivity of the analysis, allowing quantitative descriptions of karstic environments, complementing existing qualitative studie