APLICAÇÃO DO NDVI EM ÁREA DE DESERTIFICAÇÃO NO CEARÁ Henrique Ravi Rocha de Carvalho Almeida1, Djane Fonseca da Silva2

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1 APLICAÇÃO DO NDVI EM ÁREA DE DESERTIFICAÇÃO NO CEARÁ Henrique Ravi Rocha de Carvalho Almeida1, Djane Fonseca da Silva2 RESUMO: O objetivo deste trabalho é avaliar a variação do uso e cobertura do solo através do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (IVDN) no Município de Irauçuba, núcleo de desertificação no Ceará. Foram utilizadas duas imagens do sensor TM (Thematic Mapper) do satélite Landsat-5, composta por sete bandas espectrais, obtidas junto à Divisão de Geração de Imagens - DGI - do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE. As imagens estão localizadas na órbita e ponto 217/63 e possuem data de passagem nos dias 24 de julho de 2004 e 14 de julho de Concluíse que o uso da terra para agricultura (a qual aumentou ao longo do tempo) é o principal fator degradante dos copos hídricos e do solo em Irauçuba. Palavras-Chave: Índice de vegetação, antropização, Landsat, desertificação. ABSTRACT: The objective of this study is to evaluate the change in use and land cover through Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in the City of Irauçuba, area of desertification in Ceará. Used two images of the sensor TM (Thematic Mapper) satellite Landsat-5, consisting of seven spectral bands, obtained from the Division of Imaging - DGI - National Institute for Space Research - INPE. The images are located in orbit and 217 / 63 point and have the date of passage at day 24 July 2004 and July 14, Concluded that the use of land for agriculture (which increased over time) is the main factor degrading the soil and water glasses in Irauçuba. Keywords: Vegetation index, anthropization, Landsat, desertification. 1. INTRODUÇÃO Nas últimas décadas o Sensoriamento remoto tem assumido grande importância no monitoramento dos recursos naturais terrestres e nos diversos fenômenos meteorológicos em que os mesmos encontram-se envolvidos, vindo a oferecer grande suporte às previsões de tempo e melhor gerenciamento dos recursos hídricos. Andrade Pinto et al. (2004) afirma que a exploração desordenada dos recursos naturais, o uso inadequado dos solos, o desmatamento irracional e o uso indiscriminado de fertilizantes, corretivos e agrotóxicos vêm provocando inúmeros problemas ambientais. Através do Sensoriamento remoto é possível obter índices de vegetação em escalas regionais em um curto espaço de tempo. Liu e Huete (1995), apud Giongo (2008), afirmam que a base física dos índices de vegetação é atribuída à absorção da radiação pela clorofila da planta na região espectral do vermelho e ao espalhamento da radiação pelas folhas das plantas na região espectral do infra-vermelho próximo. No caso do NDVI, a importância do mesmo se dá pela possibilidade de realizar o monitoramento de mudanças sazonais e interanuais no desenvolvimento e na atividade da vegetação. 1 Prof. Universidade Federal de Alagoas UFAL, Curso de Engenharia de Agrimensura, henrique_ravi@yahoo.com.br 2 Prof. Universidade Federal do Ceará UFC, Campus Cariri, Curso de Agronomia, djane.fonseca@cariri.ufc.br

2 O NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) é um indicador de vegetação utilizado para destacar a vegetação ocorrente em uma área, este, é dado pela razão entre as bandas de alta correlação entre si e serve para realçando os alvos de interesse, a biomassa vegetal (Araújo et al., 2010). Esta ferramenta também pode ser utilizada para auxiliar estudos que tratem da temática da desertificação, pois a partir das imagens geradas é possível observar áreas que apresentem de níveis baixos ou ausentes de NDVI, característica de áreas que estejam sob processo de desertificação, ou seja, potencialmente susceptíveis ao processo de desertificação. 2. OBJETIVO Diante do exposto o objetivo deste trabalho é avaliar a variação do uso e cobertura do solo através do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada no Município de Irauçuba, núcleo de desertificação no Ceará. 3. METODOLOGIA Foram utilizadas duas imagens do sensor TM (Thematic Mapper) do satélite Landsat-5, composta por sete bandas espectrais, obtidas junto à Divisão de Geração de Imagens - DGI - do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE. As imagens estão localizadas na órbita e ponto 217/63 e possuem data de passagem nos dias 24 de julho de 2004 (DJ 205) e 14 de julho de 2006 (DJ 195). Para o pré-processamento das imagens de satélite na composição ETM432 e aplicação do índice escolhido, a área de estudo foi delimitada por um retângulo envolvente, cujas coordenadas planas UTM dos vértices superior esquerdo e inferior direito são respectivamente N = m e E = m; e N = m e E = m, ambas localizadas no fuso 24, Datum WGS-84. Em seguida foi utilizada a ferramenta Model Maker do programa Erdas Imagine 9.3, a montagem final do layout foi feito através do programa ArcGIS 9.3 (ambos com licença do Departamento de Ciências Geográficas da UFPE). Todas as imagens foram registradas tomando como base dados de radar SRTM. Para a obtenção do NDVI foi utilizada parte do algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land), proposta por Bastiaanssen (1995) e amplamente utilizada por Silva (2005a e 2005b e Oliveira et al., 2009). 3.1 NDVI O Índice de Vegetação da Diferença Normalizada, proposta por Rouse et al (1975) Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) - é obtido através da razão entre a diferença das refletividades das bandas do infravermelho próximo (PIv) e do vermelho (Pv), e a soma das mesmas: ρ ρv IVDN = IV (1) ρ IV + ρ V Em que PIv e Pv correspondem, respectivamente, às bandas 4 e 3 do Landsat 5 TM. O NDVI atua como um indicador sensível da quantidade e da condição da vegetação verde. Seus valores variam de -1 a +1. Para superfícies com alguma vegetação o NDVI varia de 0 e 1; já para a água e nuvens o NDVI geralmente é menor que zero. Segundo Huete & Tucker (1991), os valores do NDVI para solo exposto estão geralmente entre 0,05 e 0,30 e devido a grande variabilidade das propriedades óticas do solo, não se pode definir uma faixa rigorosa de valores de NDVI para solos com pouco ou nenhuma cobertura vegetal.

3 3.2 Área de estudo Irauçuba é uma cidade da região Noroeste Cearense, microrregião de Sobral. O Município de Irauçuba apresenta clima Tropical semi-árido com pluviometria média de 539 mm e apresenta uma das menores pluviometrias médias do Estado do Ceará. As principais fontes de água fazem parte da bacia dos rios Curu e Aracatiaçu, sendo elas os rios: Aracatiaçu, Caxitoré, Riachos, Arocira, Gabriel e Cachoeira; Açudes: Nogueira Ramos, do Cairu, Jerimum e Santo Antônio do Aracatiaçu. A vegetação predominante é caatinga. Irauçuba está a 153 m de altitude, 150 km distante de Fortaleza e em 2007 o IBGE estimou sua população em habitantes. Tem uma área de km² e pontualmente situa-se na latitude de 3 44 S e longitude W. A produção agrícola baseia-se em: algodão, caju, mandioca, milho e feijão. A pecuária em bovinos, suínos e aves. As indústrias são 11 (uma de madeira, uma extrativa mineral, 02 de produtos alimentares, 05 de vestuário, calçados e artigos de tecidos, couro e peles, 02 de serviços de construção) (IICA, 2009). Figura 1: Mapa de localização do Município de Irauçuba no Estado do Ceará. Elaboração: Henrique Ravi R. de C. Almeida 4. RESULTADOS Para o NDVI do ano de 2004, foram obtidos os valores de -1,000 para o mínimo; 0,402 para o médio e 0,817 para o máximo, conforme o histograma de frequência do NDVI do ano de Para o NDVI do ano de 2006, foram obtidos os valores de -1,000 para o mínimo; 0,479 para o médio e 0,824 para o máximo, conforme o histograma de frequência do NDVI do ano de Os histogramas de frequência não foram mostrados aqui devido à pouca disponibilidade de espaço no artigo. Tomando-se como base os índices para áreas com solos sem nenhuma cobertura vegetal propostos por Huete & Tucker (1991), o NDVI no ano de 2004, Figura 2, apresentou áreas propensas à desertificação em tono de 24,188%, sendo representadas pela cor marrom. Já o NDVI do ano de 2006, Figura 3, apresentou áreas propensas a

4 desertificação em torno de 13,003%. As zonas de transição entre desertificação e vegetação esparsa, cor amarelo, passaram de 55,729% da área de estudo em 2004 para 45,313% no ano de As áreas com vegetação fotossinteticamente ativa representaram 54,009% e 62,639% da área de estudo nos anos de 2004 e 2006 respectivamente. Corpos hídricos e solos propensos à desertificação diminuíram. Assim, acredita-se que a forçante climática e o uso da terra para agricultura (a qual aumentou ao longo do tempo) como fator degradante são causas principais para o processo de desertificação nessa área m m m m m m m m Figura 2: Classificação NDVI 2004 Figura 3: Classificação NDVI 2006 Escala: 1/ Legenda: -1 a -0,10 Corpos D Água. -1,10 a 0,05 Nuvens. 0,05 a 0,30 Solos Propensos à Desertificação. 0,30 a 0,50 Zona de Transição Desertificação e Vegetação Esparsa. 0,50 a 1 Vegetação Fotossinteticamente Ativa. 5. CONCLUSÕES Áreas propensas à desertificação diminuíram 11,185%. As áreas com vegetação fotossinteticamente ativa aumentaram 8,63%. Corpos hídricos e solos propensos à desertificação também diminuíram. Assim, concluí-se que o uso da terra para agricultura (a qual aumentou ao longo do tempo) é o principal fator degradante dos copos hídricos e do solo em Irauçuba.

5 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE PINTO, L.V.; BOTELHO, S.A.; DAVIDE, A.C.; FERREIRA, E. Estudo das nascentes da bacia hidrográfica do ribeirão Santa Cruz, Lavras, M.G.; Scientia Forestalis, nº65, p , ARAUJO, I. R., SILVA, H. P., LOPES, A. S.; ALENCAR, B. P. B., SILVA, H. D. B. Cálculo de NDVI no suporte ao estudo de desertificação no município de Orobó PE, In: III Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação. Recife - PE, de Julho de BASTIAANSSEN, W. G. M.. Regionalization of surface flux densities and moisture indicators in composite terrain: A remote sensing approach under clear skies in Mediterranean climates. Agricultural University of Wageningen. PhD Thesis. 273 pp, Delimitação e caracterização cartográfica das áreas susceptíveis à desertificação no Estado do Ceará ASD/CE no âmbito do processo de elaboração do programa de ação estadual de combate à desertificação e mitigação dos efeitos da seca- PAE/CE. Instituto Interamericano de Cooperação para a Agricultura (IICA). Projeto de Cooperação técnica PCT BRA/IICA/05/004 Pan desertificação, 20 p, GIONGO, P. R. Estimativa do balanço de radiação com técnicas de sensoriamento remoto e dados de superfície. Dissertação de Mestrado (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal Rural de Pernambuco. Departamento de Tecnologia Rural. 92 f HUETE, A. R. & TUCKER, C. J. Investigation of soil influence in AVHRR red and near infared vegetation index imagery. International Journal of Remote Sensing, v.12, p OLIVEIRA, T. H.; DA SILVA, D. F.; GALVÍNCIO, J. D.. DINÂMICA DO USO E COBERTURA DO SOLO NO ENTORNO DA USINA HIDROELÉTRICA (UH) DE TRÊS MARIAS MG ATRAVÉS DE AVALIAÇÃO DO IVDN E ALBEDO DA SUPERFÍCIE. Anais III SIC, Canela (RS), ROUSE, J. W.; HAAS, R. H.; SCHELL, J. A.; DEERING, D. W. Monitoring the vegetation systems in the Great Plains with ERTS. Third Symposium of ERTS, Greenbelt Maryland USA NASA/SP-351, SILVA, B. B. da; LOPES, G. M.; AZEVEDO, P. V. de. Balanço de radiação em áreas irrigadas utilizando imagens Landsat 5 TM. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 20, n. 2, p , 2005a. SILVA, B. B. da; LOPES, G. M.; AZEVEDO, P. V. de. Determinação do albedo de áreas irrigadas utilizando imagens Landsat 5 TM. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 13, n. 2, p , 2005b.