Caracterizaçao textural de sedimentos de praia através da análise de imagem

Abstract

Tese de mestrado em Geologia do Ambiente, Riscos Geológicos e Ordenamento do Território, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011Perante a importância do estudo textural dos sedimentos para a compreensão da dinâmica sedimentar actuante no ambiente de praia, a análise de imagem surgiu, nos últimos anos, como uma ferramenta inovadora e capaz de cumprir esta tarefa de forma expedita. Neste sentido, este trabalho tem como objectivo optimizar e simplificar técnicas de análise de imagem e aplicá‐las ao estudo da variabilidade textural vertical (restrita à camada de mistura) e horizontal de sedimentos de praia. Os trabalhos compreenderam o desenvolvimento de hardware e software. O hardware consistiu na criação de um instrumento original (SAND BOX©) para a aquisição de imagens padronizadas dos sedimentos in situ. A metodologia de aquisição de imagem desenvolvida mostrou‐se eficiente, apresentando apenas algumas limitações na sua utilização para imagens verticais. Como mais‐valia de toda a metodologia desenvolvida destaca‐se a possibilidade de utilização de uma câmara digital comum para a aplicação do método. O software de análise de imagem desenvolvido resultou de adaptações a programas anteriores que permitiram a supressão da fase de calibração. Como produto final obteve‐se um programa capaz de fornecer directamente os valores da mediana granulométrica das amostras (imagens) de forma satisfatoriamente fiável. Esta metodologia foi aplicada com sucesso em duas praias da costa ocidental Portuguesa (praias da Lagoa de Albufeira e do Salgado). Estas experiências mostraram que o sistema de análise de imagem é eficaz e sensível à variação granulométrica da face de praia revelando, inclusive, resultados inovadores acerca da variabilidade textural vertical dos depósitos sedimentares deste domínio da praia (caracterização da variabilidade textural da camada de mistura).Regarding the importance of the textural study of sediments to understand beach dynamics, image analysis emerged in the last years as an innovative tool able to accomplish this task expeditiously. Thus, this work aims to improve and simplify image analysis techniques and apply them to the study of textural vertical (restricted to the mixed layer) and horizontal variability of beach sediments. The efforts involved mainly the development of hardware and software. The hardware consisted in the creation of an original device for acquiring standardized in situ images of samples (SAND BOX©). The image acquisition methodology developed in this work was efficient revealing only some limitations in its use for vertical images. Additionally, this methodology allows the possibility of using any common digital camera on its application. The image analysis software development consisted in an adaptation of previous algorithms. The adaptations made are mostly related to changes in the calibration method. As a final product, it was created a program that provides the median values of particle size directly from the samples (images). The validation process revealed a good reliability of generated data. The methodology was performed successfully on two beaches on the west coast of Portugal. Based on these experiences, the image analysis system was effective and sensitive to the scales of grain size variations of the beach face, revealing innovative results on its textural variability of vertical sedimentary deposits