I Seminário sobre Utilização das Tecnologias da Informação e Comunicação em Geologia
Universidade do Minho, Braga, 3-4 de Fevereiro de 2000
Ciências da Terra, 2000, volume especial IV

ABSTRACT
Keywords: S. Jorge; Azores; Geographic Information System; Database
This work reports the development of a SIG applied to the island of St. Jorge, in the Azores, regarding its geology. The guidelines used in the building of the model allowed the development of tools that endeavor to address the present needs in terms of availability for the geology of volcanic islands.
The graphic and attribute data used in this study regards stratigraphic, cronoestratigraphic, tectonics, bibliographic data , essentially qualitative. Besides these, elements such as administrative organization, toponymy, hydrography of St. Jorge were also included. These are a mere complement and serve to exemplify the potential of the system for crossing different kinds of data.
The methodology used to produce the present SIG model was as follows: global conceptualization of the project; selection and processing of graphic and attribute data; conceptualization of the project according to the data; physical development, visualization and manipulation of the model.

METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO DO MODELO

Recolha e organização da informação
Os elementos recolhidos para introduzir no protótipo do modelo MoSIGA subdividem-se nos seguintes grupos de informação: geologia; hidrografia; toponímia e divisão administrativa.
A informação geológica da ilha de S. Jorge disponível, foi cedida por Madeira (1998). Os elementos recolhidos por este autor, destinam-se aos trabalhos de Doutoramento sobre a neotectónica das ilhas de S. Jorge, Pico e Faial - Açores. A documentação fornecida consiste em: minutas de campo com geo-referenciação à Carta Militar de Portugal (1:25 000); capítulos da tese de doutoramento referentes à estratigrafia, cronoestratigrafia e tectónica; documentação fotográfica de interesse geológico; cortes geológicos, colunas estratigráficas e esquemas interpretativos e localização de estações de campo.
No que diz respeito à hidrografia e toponímia, a informação adoptada é a que figura nas Cartas Militares de Portugal na escala 1:25 000, produzida pelo Instituto Geográfico do Exército (IGeoE), publicadas em 1960. No primeiro caso, adquiriu-se a informação relativa ao posicionamento das linhas de águas e a denominação de algumas delas. Em relação à toponímia, foi recolhida a localização espacial dos diferentes lugares, através do posicionamento das respectivas designações.

Em relação à divisão administrativa da ilha, a informação refere-se aos limites de freguesias com a localização das sedes de freguesia, respectivas designações e codificação com base nos códigos adoptados pelo Instituto Nacional de Estatística e tomam a forma de DDCCFF, correspondendo os dois primeiros dígitos ao código de distrito, os dois seguintes ao de concelho ordenado alfabeticamente no distrito e os dois últimos à ordenação de freguesia no concelho. O mapa com a delimitação das freguesias foi fornecido, em formato digital, pelo Divisão de Cartografia da Secretaria Regional da Habitação e Equipamento da Região Autónoma dos Açores (SRHE).

Graficamente, as unidades geológicas são representadas por polígonos, as falhas e crateras, por linhas e as estações de campo por pontos. No caso das falhas, estão representadas quatro tipos de falha, com estilos de linha diferentes. Em relação às crateras podemos individualizar dois tipos, cratera preservada e cratera degradada, estando igualmente representadas por estilos de linha diferentes. Estas crateras podem corresponder a linhas fechadas (circulares ou elípticas) ou a linhas abertas (simples ou múltiplas). As estações de campo estão representadas por pontos; a sua localização originalmente marcada em fotografia aérea, foi posteriormente transposta para as minutas de campo.
Quanto à informação alfanuméricos, como foi referido anteriormente, corresponde à informação relativa à geologia da ilha de S. Jorge, incluindo cortes e esquemas interpretativos, bem como material fotográfico de carácter geológico e abrangem os seguintes temas: morfologia; estratigrafia; cronoestratigrafia e tectónica. Relativamente à estratigrafia da ilha, o autor divide as unidades geológicas em três grandes grupos, denominados por Complexos Vulcânicos e cada um destes complexos vulcânicos é composto por sub-unidades que têm por base o modo de emissão dos produtos vulcânicos, de acordo com o quadro abaixo:
Os grupos e subgrupos são descritos a diversos níveis, para todas as manchas do mesmo tipo que pertencem a determinado complexo e o nível de pormenor utilizado é variável.
Relativamente às erupções históricas, uma vez que cronologicamente pertencem ao complexo vulcânico mais recente e portanto apresentam as mesmas características que este, o autor faz somente um resumo das observações dos cronistas da época sobre os fenómenos que ocorreram.
No caso da cronoestratigrafia existem os dados de datações segundo o método potássio/argon, Feraud, Kaneoka & Allégre (1979), seguindo-se uma descrição da amostragem recolhida para datação pelo método radiocarbono, os valores obtidos e respectivas conclusões. A caracterização da amostragem inclui desde a espessura e localização do nível amostrado, ao material utilizado, a idade obtida até ao enquadramento do nível amostrado dentro da coluna litostratigráfica.

Quanto à tectónica da ilha, as descrições são de maior pormenor, sendo algumas estruturas descritas como zonas de falha uma vez que correspondem a múltiplos acidentes. Existe apenas uma situação em que uma zona de falha é subdividida em segmentos, visto que apresenta algumas características distintas, apesar de estas não serem suficientes para considerar-se uma zona de falha diferente. Tal como acontece no caso da estratigrafia, o nível de pormenor utilizado para as diferentes zonas de falha não é homogéneo, isto é, há características que são descritas em determinadas zona de falha enquanto que para outras não existe informação.

Tratamento e estruturação da informação
Informação gráfica
O processo de tratamento da informação gráfica pode ser definido com a seguinte sequência de passos:

Informação alfanumérica
Após a recolha da informação e verificação do modo como esta se encontrava organizada, passou-se ao tratamento e selecção da informação a introduzir na Base de Dados (BD).
Existem pelo menos três modelos de organização dos dados na base de dados. A escolha do modelo de dados e da aplicação onde este será desenvolvido, recaiu no Modelo Relacional e na aplicação ACCESS. As razões que levaram a esta escolha foram: o modelo relacional é o mais indicado para as aplicações SIG; este modelo é fácil de aplicar e consultar; a aplicação ACCESS permite implementar o modelo relacional; esta aplicação tem uma interface amigável com o utilizador; a aplicação ACCESS admite campos de imagem e campos de texto longo, isto é, com cerca de 62 000 caracteres; a aplicação SIG escolhida para a construção do MoSIGA pode ligar-se ao ACCESS.
Na figura 1, pode observar-se o modo como a informação foi inicialmente organizada, que dependeu directamente das suas características. O facto da informação não ter sido recolhida com o objectivo de ser introduzida numa base de dados, levantou alguns problemas no seu desenvolvimento, pois a maioria dos dados disponíveis são de carácter interpretativo, o nível de pormenor é variável e, em muitas situações, a informação deixa de ter sentido fora do seu contexto ou pura e simplesmente não tinha interesse, em termos geológicos, a individualização de determinada informação.

Tendo em conta todos os aspectos supracitados, optou-se por criar cinco tipos de tabelas:

• Tabelas Gráficas – São aquelas que relacionam a informação gráfica com a respectiva informação alfanumérica. Estas tabelas são criadas aquando da implementação física do projecto. Este tipo de tabelas caracteriza-se por conter o menor número possível de campos de informação.
• Tabela Dicionário ou de Pesquisa – São tabelas constituídas, normalmente, por dois campos. Um que corresponde a um código e outro a uma descrição. Ocorrem quando existe um dado que por si só caracteriza algo e que em termos geológicos que possa constituir critério de pesquisa, obter mapas temáticos ou mesmo o cruzamento com outra informação. A pesquisa pode ser feita através do conteúdo do campo descritivo ou através do código que lhe está associado. Podem ser actualizadas a qualquer momento e a introdução de um novo dado implica, apenas, o preenchimento de uma nova linha na tabela.
• Tabelas Codificadas – São tabelas cujos campos correspondem a códigos. Servem essencialmente para fazer a relação entre tabelas, através de campos comuns, principalmente entre tabelas do tipo dicionário. A sua existência faz com que a actualização da BD seja mais fácil, uma vez que a introdução de um novo dado corresponde apenas ao carregamento de um código, diminui a probabilidade de introdução de erros e o tempo de resposta durante as pesquisas.
• Tabelas Descritivas – São tabelas que contêm um campo que admite texto com um máximo de 62 000 caracteres. Estes campos vão conter descrições textuais correspondentes aos resumos das características dos Grupos Litológicos; Grupos de Falha e das diferentes Amostras para datação. Foram criadas com o objectivo de concentrar toda a informação referente a estes temas, uma vez que nem todo o tipo de informação permite a criação de tabelas dicionário. Podem ser actualizadas à medida que é disponibilizada nova informação
• Tabelas de Imagens – correspondem àquelas em que um dos campos que permitem a introdução de imagens, sons ou vídeos.

Na figura 2 pode observar-se uma pequena parte da estrutura da base de dados, onde estão definidos os nomes das tabelas, os nomes dos seus campos e as relações entre elas. As diferentes cores indicam o tipo de tabela em questão: verde (Tabela Gráfica); azul (Tabela Dicionário); amarela (Tabela Descritiva); laranja (Tabela Codificada); rosa (Tabela de Imagem).
O tipo de estruturação dos dados, apresentado, foi aplicado a toda a base de dados. A tabela gráfica é o ponto de partida para se aceder a um determinado núcleo de informação e é aquela que faz a ligação entre a informação gráfica e a alfanumérica. Portanto, existe uma tabela gráfica para cada núcleo de informação à qual está associada uma tabela dicionário que a descodifica e a esta estão ligadas as tabelas descritivas, as tabelas codificadas e as tabelas dicionário correspondentes às características pesquisáveis.
Após a recolha e tratamento da informação é necessário definir, qual o sistema operativo e o software SIG a utilizar, para se proceder à implementação física do modelo.
Optou-se pelo sistema operativo Windows NT e pelo software SIG MGE (Modular GIS Environment) desenvolvido pela empresa INTERGRAPH. O MGE é um sistema informático que permite aquirir, armazenar, aceder, analisar e visualizar dados espaciais, funcionando como um sistema de gestão de base de dados espaciais. Fornece um conjunto de ferramentas de integração da informação espacial e de outros tipos num só sistema e corre sobre a aplicação CAD MicroStation.(Bentley System).
Para construir um projecto em MGE, é necessário proceder aos seguintes passos: 1-Criação da ligação da base de dados no ODBC; 2 - Criação do projecto em MGE; 3 - Activação do esquema do projecto; 4 - Criação do seed file do projecto; 5 - Definição das categorias, das features e dos domínios; 6 - Limpeza automática dos ficheiros gráficos; 7 - Ligação dos elementos gráficos às features correspondentes; 8 - Carregamento das tabelas gráficas; 9 - Construção e carregamento das tabelas alfanuméricas; 10 - Definição das relações entre tabelas; 11 - Construção de tabelas virtuais (views).

Fig. 3 – Resultado da pesquisa " Quais as manchas de depósito de vertente que estão contidas na freguesia Ribeira Seca?".

Fig. 4 – Resultado da sobreposição dos mapas temáticos, grupos litológicos e subgrupos litológicos.

A visualização do modelo pode ser feita no programa MGE, directamente no ACCESS ou através do programa GeoMedia Pro (produto INTERGRAPH). Este programa funciona como uma interface de visualização, manipulação e análise e permite a integração de dados de múltiplas fontes e diversos formatos, num só ambiente.
Em seguida apresentam-se alguns exemplos de manipulação e análise dos dados do modelo MoSIGA, utilizando este programa:

Exemplo 1 – Construção de uma pesquisa condicionada (query)
Uma query corresponde a um pedido de informação à base de dados, ou seja, qual a informação que satisfaz uma determinada condição definida pelo utilizador. Foi definida uma pesquisa para determinar quais as manchas geológicas de uma determinada natureza que se encontram contidas na área de uma dada freguesia. A figura 3 representa o resultado desta pesquisa.

Exemplo 2 – Construção de um mapa temático.
Um mapa temático é uma mapa gerado tendo em conta um determinado atributo que não tem representação gráfica. Podemos criar mapas temáticos a partir de valores únicos ou considerando um intervalo de valores do atributo.
Como exemplo, foram criados dois mapas temáticos de acordo com os atributos nome do grupo litológico e nome do subgrupo litológico. O resultado da sobreposição destes dois mapas pode ser observado na figura 4.

CONSIDERAÇÕES FINAIS
O facto dos dados alfanuméricos disponíveis serem, de um modo geral, de natureza qualitativa, pode levar a uma eventual adaptação do modelo da base de dados desenvolvido, caso sejam incluídos novos componentes de informação de natureza quantitativa.
Por outro lado, a organização do modelo de dados depende, em grande parte, dos critérios de recolha de informação por parte dos produtores, neste caso dos geólogos. Uma vez que o modelo desenvolvido teve como base principal a informação recolhida por um único autor, a introdução de informação de outros autores poderá levar a novas adaptações do sistema.
A visualização desta informação pode fazer-se através do programa de visualização GeoMedia, que simplifica a manipulação dos dados, embora este não seja cabalmente acessível ao utilizador comum. Por outro lado, a acessibilidade da informação, por parte destes, encontra-se algo limitado uma vez que esta interface funciona localmente
Uma característica do modelo desenvolvido, é o facto de apresentar capacidades dinâmicas de actualização. Seria interessante introduzir os dados geológicos relativos às restantes ilhas do arquipélago dos Açores, bem como criar condições que permitissem uma permanente actualização da informação que vai sendo adquirida nos estudos geológicos.
Uma outra vertente dos Sistemas de Informação Geográfica, que não foi aqui desenvolvida, é a análise espacial a três dimensões. Uma vez que este tipo de análise poderá contribuir para uma melhor interpretação da informação geológica e fornecer nova informação, seria importante explorar esta possibilidade.

Os campos de aplicação desta vertente dos SIG são bastante vastos, como por exemplo, em estudos geomorfológicos, hidrológicos e tectónicos, no apoio à validação da cartografia geológica, na construção de mapas de risco, entre outros. A construção de superfícies morfológicas a três dimensões pode tornar mais evidente a existência de elementos geomorfológicos como zonas de aplanação e encaixe de ribeiras. Pode contribuir para a visualização de alinhamentos tectónicos uma vez que é possível definir a sobreelevação do terreno, controlar a intensidade de luminosidade e o ângulo de visualização. É possível construir mapas de declives e fazer cruzamentos com mapas geológicos e/ou de solos, determinando zonas de risco de escorregamentos.
A disponibilização desta informação na Internet, cujo o número de utilizadores tem vindo a crescer exponencialmente no nosso País, é um desafio que futuramente poderia ser equacionado, pois, seria um excelente meio de divulgação da Geologia, bastando para isso visualizar o modelo através do programa Geomedia Web.

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