¹ Doutor no Programa de Pós-Graduação em Geografia pela Universidade Federal de São Carlos -

Campus Sorocaba. Contato:GLUYVJVUYJV@dJVSÇDVJ.com

² Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Geografia pela Universidade Federal de São Carlos -

Campus Sorocaba. Contato:GLUYVJVUYJV@dJVSÇDVJ.com

Análise de atributos morfométricos de vertentes em relação às

ocorrências de deslizamento de terra e inundações, na bacia

hidrográfica do Rio Sorocaba, São Paulo.

CARRIE PERES MELO¹

ERMINIO FERNANDES²

RESUMO: A ocorrência de desastres naturais sempre causa muitas perdas de vidas e materiais para a

sociedade. As metodologias de mitigação e prevenção deste evento é de importância relevante para vários

ramos do planejamento e governança das áreas de riscos, todos interessados em mitigar ações onde os

desastres afetam as pessoas e a vida urbana em geral, tal como na economia, no contexto ambiental e

especialmente em lugares populosos. A área de estudo é o município de Sorocaba, São Paulo (Brasil). O

objetivo foi analisar a relação entre as áreas de riscos a deslizamentos de terra e inundações, bem como

os registros de ocorrências passadas, com alguns atributos morfométricos do relevo: declividade, aspecto,

curvatura do perfil, curvatura positiva, textura e formas de terreno. Os procedimentos foram: a)

Mapeamento dos atributos do relevo: declividade, curvatura, textura e formas de terreno. Em segundo

lugar, a espacialização das ocorrências de deslizamentos que são aproximadamente 50 pontos de

ocorrência em áreas de risco, de acordo com a Defesa Civil e o Instituto Geológico. Os mapas dos atributos

do relevo foram elaborados a partir das imagens TOPODATA, baseadas em dados de elevação SRTM

(Shuttle Radar Topography Mission), tendo estas imagens resolução de 30 metros (1 arco por segundo).

Imagens que permitem explorar formas de relevo e analisar a relação entre características das vertentes

e ocorrências de deslizamentos e enchentes. Foram utilizados os softwares abertos (SAGA GIS e QGIS).

A preferência por essa metodologia é aumentar as informações sobre o conhecimento dos atributos das

vertentes que contribuem para gerar desastres em Sorocaba. O mapeamento de todos os pontos de

desastre ocorridos e a sobreposição dos mapas resultantes da declividade, curvaturas, textura e formas

de terreno, associados aos tratamentos estatísticos, fornecem padrões da relação dos pontos de

ocorrência de desastres com a classificação do relevo gerada. Observa-se que os registros de riscos

apresentam uma boa relação espacial com as características das vertentes e que a frequência dos

deslizamentos aumentam em direção a noroeste da bacia e concordando com o aumento dos valores do

mapa de declividade, por exemplo. Os demais atributos também apresentaram correlação espacial

satisfatória com os desastres ocorridos em Sorocaba. Observam-se deslizamentos, entretanto nas partes

mais baixas, seja em estrutura urbana deficiente ou locais de enchente natural do rio, devido às formas

de ocupação pelo processo de urbanização. A compreensão da relação entre os atributos do relevo e os

eventos ocorridos na bacia do rio Sorocaba permitiu estabelecer padrões destas ocorrências a partir das

características morfométricas do relevo. Uma outra contribuição desta pesquisa diz respeito ao

fornecimento dos dados para o planejamento e de operação de ações preventivas e mitigatórias, nestas

localidades. Este estudo pode ser complementado com pesquisas ligadas à outras metodologias, que são

várias, incluindo modelagens matemáticas e análises relacionadas a atributos dos solos e das chuvas.

Palavras chave: Classificação de terreno, Risco de desastres, Convexidade, Textura e Declividade.

ABSTRACT: The occurrence of natural disasters always causes many losses of lives and materials for

society. The mitigation and prevention methodologies of this event are of relevant importance for various

planning and governance areas of the risk areas, all interested in mitigating actions where disasters affect

people and urban life in general, such as in the economy, in the environmental context and especially in

crowded places. The study area is the municipality of Sorocaba, São Paulo (Brazil). The objective was to

analyze the relationship between landslides and floods, as well as records of past occurrences, with some

morphometric attributes of the relief: slope, profile curvature, texture and terrain forms. The procedures

were: a) Mapping of relief attributes: slope, profile curvature, texture and terrain shapes. Second, the

spatialization of occurrences of landslides that are approximately 50 points of occurrence in areas of risk,

according to Civil Defense. Relief attribute maps were elaborated from TOPODATA images, based on

SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) elevation data, these images having a resolution of 30 meters

(1 arc per second). These images allow to explore relief forms and to analyze the relationship between

characteristics of the slopes and occurrences of landslides and floods. Opened software (SAGA GIS and

QGIS) was used. The preference for this methodology is to increase the information about the knowledge

of the attributes of the slopes that contribute to generate disasters in Sorocaba. The mapping of all disaster

points and overlapping maps resulting from declivity, profile curvature, texture and terrain forms, associated

with statistical treatments, provide patterns of the relation of the points of occurrence of disasters with the

classification of the relief generated. It is observed that the records of risks present a good spatial relation

with the characteristics of the slopes and that the frequency of the slides increases towards the northwest

of the basin and agreeing with the increase of the values of the slope map, for example. The other attributes

also presented a satisfactory spatial correlation with the disasters in Sorocaba. Slips are observed, however

in the lower parts, either in a poor urban structure or in areas of natural flooding of the river, due to the

forms of occupation by the urbanization process. The understanding of the relationship between the relief

attributes and the events occurring in the Sorocaba river basin allowed to establish patterns of these

occurrences from the morphometric characteristics of the relief. Another contribution of this research

concerns the provision of data for the planning and operation of preventive and mitigating actions in these

localities. This study can be complemented with research related to other methodologies, which are

several, including mathematical modeling and analysis related to soil and rainfall attributes.

Key-words: Terrain classification, Hazards risk, Convexity, Texture e Slope.

1- Introdução

Em Sorocaba, frequentes ocorrências de transbordamento de rios e córregos

provocando inundações, deslizamentos de terras, desabamento de muros, marcam

anualmente o período de chuvas que atingem diversas localidades, tais como os bairros

Éden, Jardim Abaeté, Vila Astúrias, vias públicas como a Av. Dom Aguirre e Parque das

Águas às margens do Rio Sorocaba, dentre outras localidades, deixando diversas

famílias desabrigadas e mobilizando a Defesa Civil da Prefeitura.

O objetivo é analisar os registros destas áreas e compreender a correlação

espacial entre os atributos do relevo e os pontos de desastres, podendo gerar com isto

um padrão relacionado com a classificação gerada.

Para encontrar esta correlação, primeiramente foi identificado no município de

Sorocaba os pontos de ocorrências de deslizamentos e de enchentes do rio Sorocaba

por meio de registros da Defesa Civil municipal e dados do Instituto Geológico do Estado

de São Paulo (IG).

A relação destes eventos com o relevo foi realizada por meio de técnicas de

análise morfométrica, através de uma leitura automática de atributos do terreno proposta

e aprimorada por IWAHASHI e PIKE (2007). Esta classificação dos atributos do terreno

feita em 2007 foi integrada ao software SAGA GIS como ferramenta, tendo assim fácil

aplicabilidade. Com a classificação dos atributos do terreno, tais como a declividade,

aspecto, textura e convexidade, é possível compreender a relação dos mesmos com os

pontos de risco, mostrando que nestas áreas apresenta-se a níveis de correlação

espacial das características das vertentes e como as ações antrópicas atuam nestes

locais, podendo transformar um lugar com nível estável de relevo para uma possível área

de instabilidade ou de risco. Esta relação pode ser observada, como exemplo, na Av.

Dom Aguirre, Jardim Abaeté, área urbanizada, onde normalmente ocorria naturalmente

as cheias do rio Sorocaba, é onde acontece as inundações.

Área

O Município de Sorocaba localiza-se no interior do estado de São Paulo, latitude

Sul -23.5062, longitude Oeste -47.4559 23°, IBGE (2010), tem uma área de 450,382 km²,

estimando 671.186 habitantes segundo como exposto na Figura 1.

Figura 1 - Mapa de Localização de Sorocaba

O Instituto Geológico (2004), através de estudos prévios, aponta que cerca de

dois terços da área do Município de Sorocaba, na Depressão Periférica, compreendem

rochas sedimentares da Bacia do Paraná particularmente nas porções norte, noroeste e

oeste, onde afloram arenitos, lamitos e ritmitos do Subgrupo Itararé (Paleozóico). Nas

porções sul e sudeste do município predominam rochas pré-cambrianas do

embasamento cristalino do Planalto Atlântico, incluindo rochas metamórficas de baixo

grau do Grupo São Roque (metarritmitos, filitos, metassiltitos,metarenitos e quartzitos) e

granitos representados pelos maciços Sorocaba e São Francisco. Na área afloram ainda

depósitos (sedimentos) aluvionares associados às planícies aluviais dos principais rios

da região, em especial o Rio Sorocaba, e afluentes como os rios Ipanema, Pirajibu e

Pirajibu-Mirim.

2- Metodologia

A metodologia divide-se em duas partes: os pontos de riscos e os mapas dos

atributos morfométricos do relevo. Para a morfometria iremos ver os três parâmetros

declividade, textura, curvatura positiva, e assim a classificação de formas do terreno.

Para os pontos de ocorrência de riscos de desastres será pontuado os alagamentos,

enchentes e os deslizamentos de terra. Para a formulação do MDT foram usadas

imagens SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), com resolução de 30 metros (1

arco por segundo) datado em 23 de Setembro de 2014.

Os atributos morfométricos do relevo foram elaborados através do software SAGA

GIS, que permitiu calcular os modelos da declividade com isto para melhor análise foi

gerado também o aspecto e a curvatura de perfil (Profile Curvature), cujo método

utilizado foi o polinômio de 2°ordem com 9 parâmetros de Zevenbergen e Thorne (1987).

Empregou-se radianos como unidade de medida, uma vez que esta é a unidade

compatível com a ferramenta Landforms.

A Rugosidade do terreno (Surface texture) foi feita através do método de

contagem das células (escala de 10 e limiar de área plana 1), ordenando de acordo com

a área (picos e fossas). Dado pela função de ponderação de gauss com largura

exponencial e gaussiana ponderada de banda de 0.7. O indicador Booleano faz com que

a reamostragem fique mais precisa prevenindo a divisão de zero para distâncias que

valem zero.

A curvatura positiva do terreno (Convexity) é formada por reamostragem, com os

mesmos dados de área e escala, o filtro laplaciano de Kernel foi usado com o

convencional de quatro vizinhos próximos. Pontuando que poderia ter escolhido a opção

de concavidade ao invés de convexidade.

Para usar a ferramenta de Formas de Terreno (Landforms), que faz a

classificação automática da superfície terrestre, feita através de uma combinação

sequencial binária da escala de cinza que tem por variáveis três parâmetros

morfométricos (declividade, convexidade, textura), usada por Iwahashi e Pike (2007).

Está ferramenta será aplicada através do software livre SAGA GIS, como descrito na

biblioteca online http://www.saga-gis.org/saga_tool_doc/2.2.7/ta_morphometry_22.html

não necessita de criar os três parâmetros descritos acima, tem se a opção de escolher

o numero de classes sendo estas 8,12 e 16, filtro de Kernel Laplaciano podendo ser com

4, 8 vizinhos próximos e 8 vizinhos próximos (baseado na distância ponderada) e

escolher o tipo convexo ou côncavo. Com isto gera se a classificação topográfica. Com

testes optou se por criar os parâmetros de declividade, curvatura positiva e textura, com

isto não tem a precisão de ser recalculado ao aplicar a ferramenta, a classificação foi

posta com 16 classes, considerando o grau de detalhamento obtido. Pontuando que

quanto melhor a qualidade do MDT melhor a identificação das classes também ao

escolher o filtro.

Pontos de risco, a espacialização das ocorrências de deslizamentos,

alagamentos, enchentes foram vetorizadas com o software QGIS a partir de polígonos

retirados do Google Earth, tratados no QGIS, depois importados para o SAGA GIS que

foi sobreposto ao MDT gerado e a malha hidrográfica (IBGE).

Figura 2 - Distribuição de áreas de risco. Fonte:Baseado no Instituto Geológico (2004)

O mapeamento das áreas de riscos (Figura 2) permitiu estabelecer correlações

destas ocorrências com algumas características ou atributos do relevo.

3 - Resultado

Os mapas gerados no intuito de gerar a classificação automática são os de

declividade, curvatura positiva e textura, conforme exposto na Figura 3-(b,e,a).

Entretanto foram feitos outros atributos para uma melhor análise como os mapas de

aspecto e curvatura de perfil.

Figura 3 – a) Mapa de Textura; b) Declividade; c) Aspecto; d) Curvatura de Perfil; e) Curvatura

Positiva; f)Forma de Terreno.

São 16 classes de Formas de Terreno e cada uma explica a declividade,

convexidade e textura podendo com isto criar relação entre os pontos de risco. A

classificação mostra como fala o IG (2004) a região encontra-se no limite entre dois

compartimentos geomorfológicos: o Planalto Atlântico e a Depressão Periférica Paulista,

o primeiro associado à unidade morfoestrutural Cinturão Orogênico do Atlântico,

marcado por litologias cristalinas pré-cambrianas e o segundo compartimento

estruturado pela Bacia Sedimentar do Paraná, de litologias paleozóicas e mesozóicas.A

classificação com base em Iwahashi e Pike (2007) nos níveis 1 e 3 montanhas íngremes

como a Serra de São Francisco faz parte do Planalto Atlântico, onde dominam rochas

cristalinas do embasamento, por estar no limite com as áreas baixas da Depressão

Periférica, onde dominam as rochas da Bacia do Paraná, essa última com relevo suave

e colinoso mostrado nas classe de 2, 4, 6, 8, 14 e 16. Essa configuração resulta em

tipos de relevo diversificados com interflúvios que em geral marcam patamares de 550-

650 metros de altitude com topos levemente convexidades.

Os pontos de risco sobreposto aos mapas como mostrado na Figura 3,

apresentam similaridades, expresso pela reta gerada através da fórmula y = -a +b*x. As

correlações dos mapas atributos do relevo (declividade, aspecto, curvatura de perfil,

convexidade, textura e formas de terreno) com às áreas de risco são apresentadas na

Figura 4.

Figura 4- Gráficos de Similaridade dos mapas de: a) Declividade; b) Aspecto; c) Curvatura

Positiva; d) Textura ; e) Curvatura de Perfil; f)Forma de Terreno.

Mostrando com isto a curvatura positiva (Figura 4-a) apresenta uma similaridade

baixa de 8,38% apresentando os pontos de densidade entre os valores de convexidade

de 45-46 e 51-53 sendo que tem se uma leve aglomeração depois dos 56. Ao notarmos

o mapa de curvatura positiva e o de curvatura de perfil pela distribuição dos pontos no

gráfico é perceptível a diferença já que a curvatura de perfil tem o valor de 2,93% com a

densidade pontuada entre -0,004 - 0 - 0,003. Sendo os valores negativos concavidade,

positivos são convexidade e iguais a 0 são referentes às áreas planas com isto temos

um leve aumento de concavidade em relação a convexidade, entretanto acentuado em

vermelho são os lugares planos.

Já a declividade (Figura 4-b) tem um valor de 25,81% mostrando que às áreas

tem maior concentração nos valores de 0,02 - 0,17 radianos o que representa 1°- 10°

graus. Quanto ao Aspecto mostra valor de aproximação de 0,19%.

A textura (Figura 4-d), tal como a declividade, mostra similaridade apresentando

valor de 20,92% com densidade de pontos entre os valores adimensionais de textura de

12-15 e 25-30. Por outro lado, às formas de terreno (Figura 4-c) apresenta um valor de

12,32% onde mostra a divisão das classes entretanto apresenta uma alta densidade de

9 pontos entre os valores de 60 - 70.

As formas de terreno mostram uma similaridade de 12,32% nota se um espaço

sem pontos ficando visível a relação de um ponto de ocorrência que está desagregado

dos outros ao sul mostrado na Figura 5.

Figura 5 - Mapa de Formas de Terreno e às áreas de risco.

Foram postos seis pontos de risco relacionados com o mapa de formas de terreno

como na Figura 5-b) Jardim Abaeté, Maria do Carmo tem alta decorrência de inundação

e o assoreamento do Rio Sorocaba, pois localiza se nas classes 4, 8, 12, 16 e 14 sendo

estas áreas aluviais, planas de lagos e possível erosão como mostrado por Iwahashi e

Pike (2007).

Já na Figura 5-e) Brigadeiro Tobias, Vila Astúrias às classes mudam para 4,8,11

e 15 transformando sua configuração sendo áreas com declividade elevada permeadas

por vales, com superfície erosiva do mesmo modo se caracteriza a Figura 5-d) Vila dos

Dálmatas já a Figura 5-e) Vila Sabiá, João Romão é um pouco mais complexo pois está

entre uma classe que se parece com o Jardim Abaeté, mas com ponto de alta declividade

e baixa convexidade causando assim maior risco de deslizamento. A classe apresentada

na Figura 5-f) Jardim Europa é com alta declividade e convexidade alta diminuindo assim

a probabilidade, contanto apresenta vários segmentos de rios e córregos causando

inundações nas áreas mais baixas.

4 - Conclusão

Com esta pesquisa conclui se que a classificação automática foi muito útil no

detalhamento da tipologia das áreas vetorizadas. Entretanto nota se que na similaridade

das formas de terreno (Figura 4-c) a falta de homogeneidade tanto por ser áreas

dispersas e pela a imagem SRTM usada para gerar o modelo implica na qualidade, pois

a qualidade da imagem é diretamente ligada ao detalhamento da classificação.

Estas áreas de ocorrências mostraram ligação direta com os atributos

morfométricos. Como na orientação da Serra de São Francisco onde apresenta menos

convexidade e maiores altitudes tem se a Vila Hortência, Bairro dos Morros, Vila Sabiá

e Vila Astúrias chegando mais perto da Serra os valores se elevam, onde se encontra

os bairros Brigadeiro Tobias, Vila Astúrias. Neste lugares da Vila Hortência á Vila

Astúrias tem se risco de deslizamentos escorregamentos em vários pontos, felizmente

onde tem maior declividade tem baixo grau urbanização.

Entretanto também expõe locais que apresentam risco, mas são causados por

ações antrópicas, como aumento das concentrações de ocupações irregulares em áreas

de relevo acentuado, nas depressões, nas várzeas dos rios, assinalando o aumento da

probabilidade de desastres. Exemplos disso encontrase na Avenida Dom Aguirre, Jardim

Abaeté onde acontecem extensas inundações, atingindo vias e áreas residenciais.

Para futuras pesquisas aconselhasse uma imagem de melhor resolução ao

aplicar a classificação automática e uma malha de áreas vetorizadas com mais

detalhamento.

5 - Referências bibliográficas

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. Censo

Demográfico 2010. Disponível em: https://censo2010.ibge.gov.br/. Acesso em: 05 de

novembro de 2018.

INSTITUTO GEOLÓGICO - IG. Mapeamento de áreas de risco a escorregamento e

inundação - Termo de Cooperação Técnica IG-CEDEC. De novembro de 2004.

Disponível:<http://www.sidec.sp.gov.br/producao/map_risco/uploads/doc1350327277.p

df>. Acessado em 02 de Novembro de 2018.

IWAHASHI, J. PIKE, J. R. Automated classifications of topography from DEMs by an

unsupervised nested-means algorithm and a three-part geometric signature.

Geomorphology - Volume 86, Issues 3–4, 1 May 2007, Pages 409-440. Disponível:

<https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X06004375?via%3Dihub>.

Acessado em 28 de março de 2019 às 13:37 hrs.

IWAHASHI, J. KAMIYA,J. I. MASASHI, M.and DAI Y. Global terrain classification using

280 m DEMs: segmentation, clustering, and reclassification. SpringerOpen - Progress

in Earth and Planetary Science (2018). Disponível: https://doi.org/10.1186/s40645-

018-0173-x. Acessado em 27 de Junho de 2019 às 11:20 hrs.

ZEVENBERGEN, L. W THORNE, C. R. Quantitative Analyses of Land Surface

Topography. Earth Surface and Landforms - Volume 12, 47 - 56 (1987).

https://doi.org/10.1002/esp.3290120107. Acessado em 27 de Junho de 2019 às 11:30

hrs.