RESUMO: A Província Mineral de Carajás, região amazônica, é a mais importante do Brasil. A Vale S.A. tem o direito de operar na área da mina N5E, que é conduzida em produtos de alteração de rochas de baixa qualidade geomecânica relacionados a arenitos, siltitos e uma cobertura laterítica. Para monitorar a deformação do solo, foram utilizadas 33 imagens de TerraSAR-X cobrindo o período de março de 2012 a abril de 2013. Foi aplicada uma abordagem interferométrica de radar de abertura sintética (InSAR) baseada em interferometria de espalhadores persistentes (PSI) utilizando um algoritmo de análise de alvo pontual. Os resultados mostraram que a maior parte da área foi considerada estável durante o período de aquisição de imagens, entretanto os espalhadores persistentes (PSs) com altas taxas de deformação foram mapeados em aterro, provavelmente relacionado a assentamentos. Para validar os dados PSI, foram gerados gráficos com os dados de deslocamento medidos em campo. Os gráficos mostraram que as deformações superficiais durante a cobertura das imagens TSX-1 estão conforme o limiar de segurança do minerador e não apresentam risco de problemas maiores. Os dados PSI forneceram uma visão sinóptica e detalhada do processo de deformação que afeta o complexo de mineração sem a necessidade de campanha de campo ou instrumentação.

ABSTRACT: Carajás Mineral Province, Amazon region, is the most important one in Brazil. Vale S.A. Company has the right to operate in the area of the N5E mine. The work is conducted on rock alteration products of low geomechanical quality related to sandstones, siltstones, and a lateritic cover. In order to monitor ground deformation, 33 TerraSAR-X images covering the period of March 2012-April 2013 were used in the investigation. An interferometric synthetic aperture radar (InSAR) approach based on permanent scatterer interferometry (PSI) using an interferometric point target analysis algorithm was applied. Results demonstrated that most of the area was considered stable during the time span of the image acquisition. However, persistent scatterers (PSs) with high deformation rates were mapped over a landfill probably related to settlements. To validate the PSI data, graphs were generated with the displaced information based on topographic measurements in the field. The graphs showed that the surface deformations during TSX-1 runway coverage are within the miner’s safety threshold and do not present a risk of major problems. The PSI data provided a synoptic and detailed view of the deformation process that affects the mining complex without the need of field campaign or instrumentation.

Many researchers have shown the potential of Synthetic Aperture Radar (SAR) images for agricultural applications, particularly for monitoring regions with limitations in terms of acquiring cloud free optical images. Recently, Brazil and Germany began a feasibility study on the construction of an orbital L-band SAR sensor referred to as MAPSAR (Multi-Application Purpose SAR). This sensor provides L-band images in three spatial resolutions and polarimetric, interferometric and stereoscopic capabilities. Thus, studies are needed to evaluate the potential of future MAPSAR images. The objective of this study was to evaluate multipolarized MAPSAR images simulated by the airborne SAR-R99B sensor to distinguish coffee, cotton and pasture fields in Brazil. Discrimination among crops was evaluated through graphical and cluster analysis of mean backscatter values, considering single, dual and triple polarizations. Planting row direction of coffee influenced the backscatter and was divided into two classes: parallel and perpendicular to the sensor look direction. Single polarizations had poor ability to discriminate the crops. The overall accuracies were less than 59 %, but the understanding of the microwave interaction with the crops could be explored. Combinations of two polarizations could differentiate various fields of crops, highlighting the combination VV-HV that reached 78 % overall accuracy. The use of three polarizations resulted in 85.4 % overall accuracy, indicating that the classes pasture and parallel coffee were fully discriminated from the other classes. These results confirmed the potential of multipolarized MAPSAR images to distinguish the studied crops and showed considerable improvement in the accuracy of the results when the number of polarizations was increased.

Imagens de radar são úteis em geologia devido à visão sinóptica e a uma cobertura a um custo relativamente baixo. Particularmente na região amazônica, o uso de imagens de radar em aplicações geológicas é favorecido pela capacidade de realce do relevo (macrotopografia), da rugosidade superficial (microtopografia) e da constante dielétrica, independente da presença de nuvens, ângulo solar e condições de iluminação. A microtopografia do terreno, realçada neste tipo de imagem, permite que a textura das imagens de radar possa ser usada no mapeamento das coberturas lateríticas mineralizadas em ferro do depósito N1, localizado na Província de Carajás. A investigação se baseou em imagens adquiridas por radar aerotransportado (SIVAM/SIPAM, banda L-hh, L-hv e L-vv), cujas faixas de voo foram degradadas visando à simulação do SAR orbital MAPSAR. Os dados foram analisados através de classificações texturais, derivadas de medidas obtidas por meio de Matriz de Co-ocorrência dos Níveis de Cinza (MCNC) com o objetivo de mapeamento das unidades lateríticas em N1. Muitas diferenças foram encontradas entre as classes mapeadas e o mapa de verdade terrestre. Nem todas as classes foram separadas, mas a hematita apresentou alto desempenho na classificação. Esta classe foi sensível aos parâmetros do alvo e do sensor, especialmente a macrotopografia e as características físicas. Os resultados mostraram que a classificação baseada em MCNC pode ser usada como ferramenta preliminar de mapeamento das lateritas e como um guia para verificação de campo.

The use of remote sensing is a valuable method for geological mapping as it provides synoptic coverage at relatively low cost. In the Amazon region, radar imagery has a potential for geological applications due the enhanced sensitivity to topography (macrotopography), surface roughness (microtopography), and dielectric properties of materials, independent of weather, sun angle, and illumination conditions. As the roughness is highlighted, SAR textural attributes can be used for mapping iron-ore mineralized laterites in N1 deposit, located in the Carajás Province. For mapping the lateritic cover, the airborne SAR was used from Surveillance of the Amazon System (SIVAM/SIPAM, L-hh, L-hv, L-vv) to simulate orbital Multi-Application Purpose SAR (MAPSAR). The images were analyzed through textural classifications derived from second-order measure (GLCM) with the objective of mapping the mineralized laterites for iron ore. Differences are highlighted when comparing the classified maps and the ground information. Not all classes were separated, but a high performance for textural attributes was presented by the hematite class. This class was sensitive to the sensor and target parameters, especially macrotopography and physics characteristics. The results showed that for mineral exploration, the radar images at L-band can be used as a practical tool for a preliminary mapping, and as a guide for field-based verification.

Um dos impactos ambientais mais significativos em minerações de ferro está associado com as modificações da paisagem, especialmente em regiões de floresta equatorial, como no depósito N1, localizado na Província Mineral de Carajás. O uso da tecnologia do sensoriamento remoto tem mostrado muita eficiência e baixo custo no levantamento de informações ambientais nessa região. Imagens ópticas e de radar permitem a extração de informações complementares sobre a cobertura superficial e as alterações antrópicas, sob uma visão sinóptica do tratamento desses impactos. O principal objetivo dessa pesquisa é a obtenção de um conjunto de informações ambientais para futura implementação em um sistema de conhecimento que possa ser utilizado em regiões com contextos geoambientais similares.

One of the most significant environmental impacts of iron-ore mining is associated with landscape modifications, particularly in equatorial forest conditions around the N1-deposit located in the Carajás Mineral Province. The use of remote sensing data can be an excellent alternative to decrease costs for environmental data acquisition in this region. Integrated optical and radar images were used to extract complementary information about the landscape's natural conditions and anthropogenic changes in a prospective vision of future use impacts. The main objective of this research is to obtain a set of environmental data for future implementation of a knowledge-system which can be of common use to other areas or regions with similar characteristics.

A fusão de imagens multisensor tem sido um procedimento amplamente utilizado em função da natureza complementar dos vários conjuntos de dados. Este artigo compara o desempenho de quatro métodos diferentes para fusão de imagens Landsat-7 ETM+ e RADARSAT-1 W1. A comparação foi baseada nas características espectrais das imagens, utilizando-se de análise estatística e visual dos produtos gerados. Quatro métodos foram usados para a fusão das imagens Landsat-7 ETM+ e RADARSAT-1 W1: i) fusão do SAR (radar de abertura sintética) com a tríade selecionada pelo OIF (Optimum Index Factor ); ii) realce por decorrelação da tríade selecionada pelo OIF, seguida da fusão com SAR; iii) ACP (Análise por Componentes Principais) para as seis bandas ETM+ do espectro refletido (1, 2, 3, 4, 5 e 7) e posterior fusão das três primeiras componentes principais (1CP; 2CP; 3CP) com o SAR; iv) SPC-SAR (Principal Componente Seletivo - SAR). O produto SPC-SAR mostrou melhor desempenho na identificação das feições costeiras e permitiu o realce mais efetivo dos diferentes ambientes.

Multisensor data fusion has been widely used in response to complementary nature of many data sets. This paper compares the results of four different data fusion methods used to merge Landsat-7 ETM+ and RADARSAT-1 Wide 1 data. The comparison was based on spectral characteristics of images using statistical and visual analyses of generated products. Four methods were used in the Landsat-7 ETM+ and RADARSAT-1 W1 data fusion: i) The best three bands combination(Landsat-7) based OIF (Optimum Index Factor) selection were merged with RADARSAT-1 data; ii) Decorrelation stretch was applied in the three bands (Landsat-7) selected by OIF and merged with RADARSAT-1 image; iii) PCA (Principal Component Analysis) to six reflective ETM+ bands (1, 2, 3, 4, 5 and 7) and posterior fusion of the three first Principal Components (PC1, PC2, PC3) with SAR; iv) A new approach SPC-SAR (Selective Principal Component - Synthetic Aperture Radar). The SPC-SAR product presented the best performance in the identification of coastal features and allowed the most effective enhancement of the different environments.

Este artigo apresenta a caracterização geológica e tectono-estrutural de uma região da Província Aurífera de Alta Floresta, Mato Grosso, através da interpretação do produto integrado TM-Landsat 5 e de dados aerogamaespectrométricos (contagem total). O produto integrado TM-contagem total possui características importantes para a interpretação geológica: apresenta num único produto, feições estruturais fornecidas pela imagem TM, representadas pelos elementos de relevo e drenagem e os valores radiométricos (RGB) que contribuem de forma bastante satisfatória na discriminação das unidades litoestruturais. A geração do mapa geológico foi baseada na interpretação dos valores radiométricos de contagem total (levando-se em consideração quais fatores, tais como topografia e atividade antrópica, poderiam influenciar a reposta radiométrica), nas feições de relevo e drenagem (que auxiliam na caracterização tectono-estrutural) fornecidas pela imagem TM e também nos dados de campo. Como a área apresenta intensa atividade antrópica e relevo muito arrasado, o que prejudica a interpretação geológica das imagens de sensoriamento remoto, a geração do produto integrado TM-contagem total foi decisiva para a obtenção de dados necessários ao mapeamento. Como resultado final foi elaborado o mapa geológico da área, em escala 1:250.000, sendo delimitadas 10 unidades litoestruturais relacionadas diretamente às unidades radiométricas e às feições estruturais. Um importante trend de direção N60-70W e altos mergulhos relacionados às zonas de cisalhamento transcorrentes sinistrais dúcteis a dúcteis rúpteis foi caracterizado através da interpretação visual de produtos integrados e dados de campo.

This paper deals about the geological, tectonic and structural characterization in the Alta Floresta Gold Province region, MT, through the digital integration of TM-Landsat and gamma ray spectrometry data (total count). The total count - TM integrated product has the essential features for geological interpretation. This product shows structural features from the drainage pattern and relief elements (TM image) and shows the radiometric values (RGB) that contribute to the differentiate lithostructural units. The geological map was composed based on the total count radiometric values interpretation (considering the topography and anthropogenic interference on the radiometric response), in the relief and drainage patterns features (TM image) and field data. Considering the intense anthropogenic activities in the area and almost flat terrain (that prejudice the geological interpretation of remote sensing image), the integrated products generation (TM-gamma) was decisive to the obtention of indispensable data to the mapping. The final product was the geological map of area, in the 1:250.000 scale, with delimited 10 lithostructural units, directly related to radiometric units and structural features. In addition, remarkable N60-70W trend strike-slip systems (ductile and ductile brittle shear zones) were detected and characterized through visual interpretation of the integrated products and field verification.