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GRAV MAG PRISM: A MATLAB /OCTAVE PROGRAM TO GENERATE GRAVITY AND MAGNETIC ANOMALIES DUE TO RECTANGULAR PRISMATIC BODIES
Authors: Bongiolo Alessandra De Barros e Silva , Souza Jeferson De , Ferreira Francisco José Fonseca , Castro Luís Gustavo De 
Published: March 2017

ABSTRACT. In this paper we present the GRAV MAG PRISM code to generate synthetic gravity and magnetic anomalies from rectangular prismatic bodies with arbitrary dimensions, densities and magnetizations. The code has been developed in a MATLAB/OCTAVE environment and provides a graphical and a numerical output, as well. The data are written in xyz (ASCII) format and can be contaminated with noise. We also summarize the theory and show some examples of the program’s applications. The code can be used for research and educational purposes and is freely-distributed by the authors on request.Keywords: gravity and magnetic anomalies, potential-ﬁeld modeling, program. RESUMO. Neste trabalho é apresentado o programa GRAV MAG PRISM, o qual gera anomalias de gravidade e magnéticas sintéticas a partir de corpos prismáticos retangulares com dimensões, densidades e magnetizações arbitrárias. O código foi desenvolvido em ambiente MATLAB/OCTAVE, com saídas gráﬁcas e numéricas. Os dados são escritos no formato xyz (ASCII) e podem ser contaminados por ruídos. Neste trabalho também é apresentado um resumo da teoria e alguns exemplos de aplicação do programa. O código acompanha um tutorial e pode ser utilizado para ﬁns educacionais e de pesquisa, sendo de distribuição gratuita através de solicitação aos autores.Palavras-chave: anomalias gravimétricas e magnéticas, modelagem de campos potenciais, programa.
CHARACTERIZATION OF THE AGRICULTURE OCCUPATION IN THE CERRADO BIOME USING MODIS TIME-SERIES
Authors: Junior Antonio Felipe Couto , Júnior Osmar Abílio de Carvalho , Martins Éder De Souza , Vasconcelos Vinícius 
Published: March 2017

ABSTRACT.This paper aims to characterize the agriculture expansion in the Cerrado biome using time-series data of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor. The study area is the municipality of Luís Eduardo Magalhães (Bahia State, Brazil), with recent growth of agribusiness. The methodology can be subdivided into the following steps: 1) noise reduction, 2) endmembers identiﬁcation, and 3) mixing linear analysis. In the noise reduction was applied the following procedures: 1) moving median ﬁlter; 2) Minimum Noise Fraction (MNF) transformation, and 3) Inverse MNF transformation. The results provided a signiﬁcant noise reduction, besides eliminating the atmospheric interferences. Three endmembers were identiﬁed: 1) Natural Vegetation; 2) Agriculture; 3) Change Areas (conversion). We used the linear mixture analysis with the selected endmembers to generate fraction images. These images evidenced the agriculture expansion from west to east. These methods overcame the spatial resolution restrictions and evidenced the potential for discriminating the phenology of growing agricultural crops.Keywords: agriculture expansion, cerrado, time-series, MODIS, change detection. RESUMO. O artigo objetiva caracterizar a expansão agrícola no bioma Cerrado utilizando dados de séries temporais do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). A área de estudo é o município de Luís Eduardo Magalhães (Bahia), com recente crescimento do agronegócio. A metodologia pode ser subdividida nas seguintes etapas: (a) redução do ruído, (b) identiﬁcação dos membros ﬁnais, e (c) análise linear de mistura. Na redução do ruído foram aplicados os seguintes procedimentos: (a) ﬁltro de mediana, (b) transformação Minimum Noise Fraction (MNF), e (c) transformação inversa MNF. Os resultados proporcionaram uma redução signiﬁcativa dos ruídos, além da eliminação de interferências atmosféricas. Três membros ﬁnais foram identiﬁcados: 1) Vegetação Natural; 2) Agricultura; 3) Área de Mudança (Conversão). Foi usada a análise de mistura linear com os membros ﬁnais selecionados para gerar as imagens de fração. Estas imagens evidenciaram a expansão agrícola partindo de oeste para leste. Os métodos apresentados proporcionaram a superação da limitação da resolução espacial e evidenciaram um potencial de discriminação da fenologia de cultivos agrícolas.Palavras-chave: expansão agrícola, cerrado, séries temporais, MODIS, detecção de mudança.
NONLINEAR INTERACTION BETWEEN DIURNAL TIDAL AND 2-DAY WAVE IN THE METEOR WINDS OBSERVED AT CACHOEIRA PAULISTA-SP AND SÃO JOÃO DO CARIRI-PB, BRAZIL: A CASE STUDY
Authors: Alves Edvaldo De Oliveira , Lima Lourivaldo Mota , De Medeiros Amauri Fragoso , Buriti Ricardo Arlen , Batista Paulo Prado , Clemesha Barclay Robert 
Published: March 2017

ABSTRACT. Simultaneous measurements of meteor winds obtained in S˜ao Jo˜ao do Cariri-PB and Cachoeira Paulista-SP, Brazil, during June-July 2008 were used to investigate the occurrence of nonlinear coupling between atmospheric wave modes. The wind spectrum showed the quasi simultaneous presence of spectral energy peaks in the periods near 16, 24 and 48 hours, consistent with the occurrence of interaction between 48-h and 24-h waves, and the generation of 16-h waves. From the bispectral analysis, it was possible to conﬁrm the occurrence of a 16-hour secondary wave generated by non-linear coupling between the 2-day and diurnal tide primary waves.Keywords: atmospheric tide, bispectral analysis, meteor radar. RESUMO. Medidas simultâneas de ventos meteóricos obtidos em São João do Cariri-PB e Cachoeira Paulista-SP, Brasil, durante os meses de junho e julho de 2008, foram usadas para investigar a ocorrência de acoplamento não linear entre modos de ondas atmosféricas. Os espectros dos ventos evidenciaram a presença quase simultânea de picos de energia espectral nos períodos de ∼ 16, ∼ 24 e ∼ 48 horas, compatíveis com a ocorrência de interação entre as ondas de 48 e 24 horas, e a geraçao da onda de 16 horas. Através de análise biespectral foi possível conﬁrmar que a onda secundária de 16 horas foi gerada pelo acoplamento não linear entre as ondas primárias de 2 dias e a maré diurna.Palavras-chave: maré atmosférica, análise biespectral, radar meteórico.
SYNTHETIC APERTURE SONAR IMAGES SEGMENTATION USING DYNAMICAL MODELING ANALYSIS
Authors: Conti Luis Américo , Baptista Murilo 
Published: March 2017

ABSTRACT. Symbolic Models applied to Synthetic Aperture Sonar images are proposed in order to assess the validity and reliability of use of such models and evaluate how effective they can be in terms of image classiﬁcation and segmentation. We developed an approach for the description of sonar images where the pixels distribution can be transformed into points in the symbolic space in a similar way as symbolic space can encode a trajectory of a dynamical system. One of the main characteristic of approach is that points in the symbolic space are mapped respecting dynamical rules and, as a consequence, it can possible to calculate quantities thatcharacterize the dynamical system, such as Fractal Dimension (D), Shannon Entropy (H) and the amount of information of the image. It also showed potential to classify image sub-patterns based on the textural characteristics of the seabed. The proposed method reached a reasonable degree of success with results compatible with the classical techniques described in literature.Keywords: Synthetic Aperture Sonar, image processing, dynamical models, fractal, seabed segmentation. RESUMO. Este estudo apresenta uma proposta de metodologia para segmentação e classiﬁcação de imagens de sonar de Abertura Sintética a partir de modelos de Dinâmica Simbólica. Foram desenvolvidas, em um primeiro momento, técnicas de descrição de registros de sonar, com base na transformação da distribuição dos pixels da imagem em pontos em um espaço simbólico, codiﬁcado a partir de uma função de interação, de modo que as imagens podem ser interpretadas como sistemas dinâmicos em que trajetórias do sistema podem ser estabelecidas. Uma das características marcantes deste método é que, ao descrever uma imagem como um sistema dinâmico, é possível calcular grandezas como dimensão fractal (D) e entropia de Shannon (H) além da quantidade de informação inerente a imagem. Foi possível classiﬁcar, posteriormente, características texturais das imagens com base nas propriedades dinâmicas do espaço simbólico, o que permitiu a segmentação automática de padrões de “backscatter” indicando variações da geologia/geomorfologia do substrato marinho. O método proposto atingiu um razoável grau de sucesso em relação à acurácia de segmentação, com sucesso compatível com métodos alternativos descritos em literatura.Palavras-chave: sonar de abertura sintética, processamento de imagens, modelos dinâmicos, fractal, segmentação.
ARCHAEOLOGICAL PROSPECTION IN SOUTHEASTERN PARÁ STATE, BRAZIL USING GEOPHYSICAL METHODS: A CASE STUDY OF SÍTIO DOMINGOS
Authors: Luiz José Gouvêa , Pereira Edithe Da Silva 
Published: March 2017

ABSTRACT. Magnetic, resistivity and ground-penetrating radar (GPR) methods were applied to Sítio Domingos, a Brazilian archaeological site located in Pará State, to ﬁnd objects buried by an ancient civilization that may have inhabited the site. Archaeological excavations based on the locations of magnetic anomalies reveal a concentration of ceramic fragments and pots. The correlation between the resistivity models and the soil proﬁle of the study area suggests that the resistivity range of 2000 to 2500 ohm-m represents the archaeological occupation layer. Several anomalous features detected by GPR are correlated with magnetic anomalies. However, when these features are analyzed independently of the magnetic anomalies, they do not conclusively represent the objects being searched. Therefore, GPR is not recommended as the main tool for archaeological prospection in the study area.Keywords: magnetometry, electrical resistivity, GPR, archaeological excavation. RESUMO. Os métodos magnético, resistividade e radar de penetração no solo (GPR) foram aplicados no Sítio Domingos, um sítio arqueológico brasileiro localizado no Estado do Pará, para encontrar objetos enterrados por uma civilização antiga que pode ter habitado a região. Escavações arqueológicas com base nos locais de anomalias magnéticas revelaram uma concentração de fragmentos de cerâmica e vasos. A correlação entre os modelos de resistividade e do perﬁl do solo da área de estudo sugere que a faixa de resistividade de 2000-2500 ohm-m representa a camada de ocupação arqueológica. V´arias feições anômalas detectadas pelo GPR são correlacionáveis com anomalias magnéticas. No entanto, quando essas feições são analisadas independente das anomalias magnéticas, elas não representam de forma conclusiva os objetos que est~so sendo procurados. Portanto, o GPR não é recomendado como a principal ferramenta de prospecção arqueológica na área de estudo.Palavras-chave: magnetometria, resistividade elétrica, GPR, escavação arqueológica.
AIRBORNE GRAVITY GRADIOMETRY – DATA PROCESSING AND INTERPRETATION
Authors: Carlos Dionisio Uendro , Braga Marco Antonio , Galbiatti Henry F. , Pereira Wanderson Roberto 
Published: March 2017

ABSTRACT. This paper discusses some processing techniques (all codes were implemented with open source software) developed for airborne gravity gradient systems, aiming at outlining geological features by applying mathematical formulations based on the potential ﬁeld properties and its breakdown into gradiometric tensors. These techniques were applied to both synthetic and real data. These techniques applied to synthetic data allow working in a controlled environment, under- standing the different processing results and establishing a comparative parameter. These methodologies were applied to a survey area of the Quadrilátero Ferrífero to map iron ore targets, resulting in a set of very helpful and important information for geological mapping activities and a priori information for inversion geophysical models.Keywords: processing, airborne gravity gradiometry, iron ore exploration, FTG system, FALCON system. RESUMO. Neste trabalho apresentamos algumas técnicas de processamento (todos os códigos foram implementados em softwares livres) desenvolvidas para aplicação aos dados de aerogradiometria gravimétrica. Os processamentos foram aplicados tanto a dados sintéticos como a dados reais. A aplicação a dados sintéticos permite atuar em um ambiente controlado e entender o padrão resultante de cada processamento. Esses mesmos processamentos foram aplicados em uma área do Quadrilátero Ferrífero para o mapeamento de minério de ferro. Todos os resultados desses processamentos são muito úteis e importantes para o mapeamento geológicoe como informação a priori para modelos de inversão geofísica.Palavras-chave: processamento, dados de aerogradiometria gravimétrica, exploração de minério de ferro, sistema FTG, sistema FALCON.
UPPER QUATERNARY SEA LEVEL FLUCTUATIONS AND STILLSTANDS ON THE CONTINENTAL SHELF OF SÃO PAULO STATE, BRAZIL: A SUMMARY
Authors: Furtado Valdenir Veronese 
Published: March 2017

ABSTRACT. Sea level ﬂuctuations are mainly related to glacial and deglacial events. São Paulo (Brazil) continental shelf shows many features, like terraces and sedimentary scarps, associated to older periods of sea level stillstands and drowned valleys, related to regressive and transgressive events. Although these features show well deﬁned spatial position obtained through bathymetric analysis; they lack isotopic dating, which prevents from obtaining more accurate space-temporal positions. However, correlations with similar depths along the Brazilian continental shelf and the dating of a feature in the area enabled us to elaborate an estimated sea level variation curve for São Paulo continental shelf and coastal areas, since the Last Glacial Maximum. Keywords: sea level ﬂuctuations, bottom topography, sedimentary features, São Paulo continental shelf. RESUMO. As ﬂutuações relativas do nível do mar, de caráter global, estão associadas a eventos climáticos de glaciação e degelo. Embora não tenham ocorrido glaciações no hemisfério sul, durante o Quaternário, exceto na Antártica, a plataforma continental de São Paulo apresenta feições morfológicas ligadas à última glaciação e ao período pós-glacial subsequente. Caracterizam-se por terraços e escarpas sedimentares, associados a períodos de estabilizações do nível do mar e paleo- canais ﬂuviais afogados, relativos ao Último Máximo Glacial e à posterior transgressão marinha. Essas feições, embora com posições espaciais bem deﬁnidas, através de análises batimétricas, apresentam lacunas de datação isotópica que não permitem o estabelecimento de posições espaço-temporais mais precisas. No entanto, correlações com profundidades similares ao longo da plataforma continental brasileira e datação de uma feição na área, permitiram a elaboração de uma curva tentativa de variação do nível do mar, desde o Último Máximo Glacial, para a plataforma continental de São Paulo e áreas costeiras. Palavras-chave: ﬂutuações relativas do nível do mar, topograﬁa de fundo, feições sedimentares, plataforma continental de São Paulo.
STRATIGRAPHY OF WANDA GLACIER, KING GEORGE ISLAND, ANTARCTICA, USING GROUND PENETRATING RADAR
Authors: Rosa Kátia Kellem da , Fernandez Guilherme Borges , Rocha Thais Baptista da , Simões Felipe Lorenz , Vieira Rosemary , Simões Jefferson Cardia 
Published: March 2017

ABSTRACT. We present the results of a high-frequency Ground Penetrating Radar (GPR) surveys carried out during the ablation season of 2011, in Wanda Glacier, King George Island (KGI), Antarctica, aimed to determine its internal structure and thermal regime. GPR data were collected along 17 longitudinal and transversal sections in the ablation area in January 2011. Migrated and topographically corrected radar sections show strong internal reflectors in firn layer. Similar internal structure is observed in other glaciers in KGI. Strong scattering of radio waves are attributed to supraglacial, englacial and subglacial meltwater channels and constitutes further evidence that the ice in the ablation area of this glacier is temperate. Because of its small size (1.5 km2) and thermal conditions, Wanda Glacier responds rapidly to climatic changes being relevant for environmental studies. Keywords: glaciology, thermal regime, glacial dynamic. RESUMO. O trabalho apresenta resultados de dados de GPR de alta frequência obtidos durante a estação de ablação de 2001, na geleira Wanda, Ilha Rei George (KGI), Antártica, com o objetivo de determinar a estrutura interna e o regime termal. Dados de GPR foram coletados em 17 perfis longitudinais e transversais na área de ablação em janeiro de 2011. Perfis de radar topograficamente corrigidos e migrados mostram fortes refletores internos na camada de firn . Estruturas similares foram observadas em outras geleiras da KGI. Fortes espalhamentos das ondas de rádio são atribuídas a canais de água de degelo nas zonas subglaciais, supraglaciais, e englaciais e constituem evidências para que o gelo na zona de ablação seja temperado. Devido à sua pequena dimensão (1,5 km2) e condições termais, a geleira Wanda responde rapidamente as mudanças climáticas, o que é relevante para estudos ambientais. Palavras-chave: glaciologia, regime termal, dinâmica glacial.
CHARACTERIZATION OF THE POTIGUAR RIFT STRUCTURE BASED ON EULER DECONVOLUTION
Authors: Rodrigues Rafael Saraiva , Castro David Lopes de , Júnior João Andrade dos Reis 
Published: March 2017

ABSTRACT. The Euler deconvolution is a semi-automatic interpretation method of potential field data that can provide accurate estimates of horizontal position and depth of causative sources. In this work we show the application of 3D Euler Deconvolution in gravity and magnetic maps to characterize the rift structures of the Potiguar Basin (Rio Grande do Norte and Ceará States, Brazil) using the structural index as a main parameter, which represents an indicator of the geometric form of the anomalous sources. The best results were obtained with a structural index equal to zero (for residual gravity anomalies) and 0.5 (for magnetic anomalies reduced to the pole), a spatial window size of 10 km, which is used to determine the area that should be used in the Euler Deconvolution calculation, and maximum tolerance of error ranging from 0 to 7%. This parameter determines which solutions are acceptable. The clouds of Euler solutions allowed us to characterize the main faulted limits of the Potiguar rift, as well as its depth, dip and structural relations with the Precambrian basement. Keywords: Euler deconvolution, potential field, structural index, Potiguar rift. RESUMO. A deconvolução de Euler é um método de interpretação semiautomático de dados de métodos potenciais, capaz de fornecer uma estimativa da posição horizontal e da profundidade de fontes anômalas. Neste trabalho, mostraremos a aplicação da deconvolução de Euler 3D em mapas gravimétricos e magnéticos para caracterizar as estruturas rifte da Bacia Potiguar (RN/CE), utilizando como principal parâmetro o índice estrutural, que representa um indicador da forma geométrica da fonte anômala. Os melhores resultados foram obtidos com um índice estrutural igual a zero (para as anomalias gravimétricas residuais) e 0,5 (para as anomalias magnéticas reduzidas ao polo), tamanho da janela espacial igual a 10 km, que ´e utilizada para determinar a área que deve ser usada para o cálculo da deconvolução de Euler, e tolerância máxima do erro variando de 0 a 7%, que determina quais soluções são aceitáveis. As nuvens de soluções de Euler nos permitiram caracterizar os principais limites falhados do rifte Potiguar, bem como suas profundidades, mergulho e relações estruturais com o embasamento Pré-cambriano. Palavras-chave: deconvolução de Euler, métodos potenciais, índice estrutural, rifte Potiguar.
PROPOSAL OF CHANGE DETECTION IN LAND COVER FOR PIPELINE MONITORING FROM RAPIDEYE AND IKONOS IMAGES
Authors: Riedel Paulina Setti , Marques Mara Lúcia , Ferreira Mateus Vidotti , Delaneze Marcelo Elias 
Published: March 2017

ABSTRACT. The goal of this study was to improve and evaluate the applicability of a methodological procedure of pipeline monitoring to reveal indicators of thirdparty activities that may interfere with the structural preservation of pipes and environmental damages. The procedure was developed from the technique of changedetection through object-based classification of land cover, using high resolution satellite images applied to a section of the Guararema-Mauá – São Paulo pipeline, Brazil. In the seven-month monitoring period performed with RapidEye imaging, an area of 2.024 km2 was identified as area of change, corresponding to 3.30% of thetotal area analyzed. For the monitoring performed with Ikonos imaging during a four-month period, changes were detected in an area of 0.187 km2, which correspondedto 1.92% of the total area analyzed. The main changes in land cover were from Bare Soil to Grassland, due to changes related to the different stages of agriculturalactivity and reforestation areas, as well as the natural regeneration of vegetation over the pipeline and solid waste landfill. The results of the change detection of landcover from object-based classification were close to the technique reference limit for areas with great complexity and diversity of space occupation.Keywords: structural preservation of pipes, object-based classification, high resolution satellite images. RESUMO. Este estudo teve por objetivo avaliar a aplicabilidade de um procedimento metodológico de monitoramento de faixas de dutos que revelem indicativos deatividades de terceiros que podem interferir na integridade estrutural dos dutos e provocar danos ambientais. O procedimento foi desenvolvido a partir da técnica dedetecção de mudanças na cobertura da terra pela classificação baseada no objeto, com utilização de imagens orbitais de alta resolução. Este procedimento foi empregadoem um trecho da faixa de dutos Guararema-Mauá – SP, no monitoramento realizado por meio de imagens RapidEye. Em um período de sete meses, foram identificados 2,024 km2 como área de mudança, que corresponde a 3,30% do total da área analisada. Para o monitoramento realizado a partir da imagem Ikonos, com período de quatro meses, foi identificada como mudança uma área de 0,187 km2, correspondendo a 1,92% do total da área analisada. As principais mudanças ocorridas foramentre Solo Exposto e Vegetaçao Rasteira, devido às alterações ocorridas nos estágios de cultivo agrícola e áreas de reflorestamento, como também, estão associadas às áreas de regeneração da vegetação da faixa de dutos e aterro sanitário. Os resultados da detecção de mudanças da cobertura da terra pela classificação baseada no objeto atingiram acertos próximos ao limite de para esta técnica, em áreas com grande complexidade e diversidade de ocupação do espaço.Palavras-chave: integridade estrutural dos dutos, classificação baseada no objeto, imagens orbitais de alta resolução.
PROCESSING AND IMAGING OF MARINE SEISMIC DATA FROM THE JEQUITINHONHA BASIN (BAHIA, BRAZIL)
Authors: Leite Lourenildo W.B. , Mann J. , Vieira Wildney W.S. 
Published: March 2017

ABSTRACT. The present case study results from a consistent processing and imaging of marine seismic data from a set collected over sedimentary basins of the East Brazilian Atlantic. Our general aim is... RESUMO. O presente artigo resulta de um processamento e imageamento consistentes de dados sísmicos marinhos de levantamento realizado em bacias sedimentares do Atlântico do Nordeste...
INTERPRETATION OF MAGNETIC DATA BASED ON EULER DECONVOLUTION: ANALYSIS OF THE MAIN HOST GOLD STRUCTURE IN THE NORTHEASTERN PORTION OF THE QUADRILÁTERO FERRÍSouth America, mineral prospecting, Euler deconvolution.FERO, MG, BRAZIL
Authors: Madeira Thiago José Augusto , Barbosa Maria Silvia Carvalho , Borges Antonino Juarez 
Published: March 2017

ABSTRACT. The study of the geometry and kinematics of deep geological structures, bearing mineralization, has advanced greatly by the aggressive progress of geophysical techniques over the last decades... RESUMO. O estudo da geometria e cinemática de estruturas geológicas de alta profundidade, portadoras de mineralizações, tem sido cada vez mais viabilizado pelo avanço agressivo...