USO DE SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS SUSCEPTÍVEIS A DESERTIFICAÇÃO NA MICRORREGIÃO DE VITÓRIA DA CONQUISTA BA

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1 USO DE SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS SUSCEPTÍVEIS A DESERTIFICAÇÃO NA MICRORREGIÃO DE VITÓRIA DA CONQUISTA BA Ricardo Nogueira Pereira (1) ; Mateus Tinoco Silva (2) ; Luana Menezes Vianna (3) ; Odair Lacerda Lemos (4) (1) Graduando do curso de Engenharia Florestal UESB, Vitória da Conquista (BA), Brasil; ; ricardonog1991gmail.com; (2) Graduando do curso de Engenharia Florestal UESB, Vitória da Conquista (BA), Brasil; mateus-tinoco@hotmail.com; (3) Engenheira Florestal; luana.vianna@outlook.com.br; (4) Engenheiro Agrônomo, Dr., Professor do curso de Engenharia Florestal, Depto. de Engenharia Agrícola e Solos, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Vitória da Conquista, BA, Brasil - odairlacerda@hotmail.com RESUMO A desertificação é um fenômeno que resulta da degradação das terras nas zonas áridas, semiáridas e subúmidas secas. É consequência do resultado das variações climáticas como também das ações antrópica sobre o meio. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi aplicar em imagens Landsat 8 OLI/TIRS os parâmetros biofísicos de albedo, índice de vegetação (NDVI) e temperatura de superfície, visando, assim, a quantificação do processo de desertificação na microrregião de Vitória da Conquista BA no período seco e chuvoso do ano de Foram feitos downloads das imagens junto ao site do Earth Explorer do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) para posterior processamento e aplicação do algoritmo SEBAL no software ArcMap Constatou-se que a microrregião de Vitória da Conquista - BA está muito mais vulnerável a desertificação na estação seca do que na estação chuvosa, apontando para uma fragilidade à fatores climáticos e ações antrópicas. Palavras-chave: índice de vegetação, albedo, temperatura de superfície. ABSTRACT/ RESUMEN Desertification is a phenomenon that results from land degradation in arid, semi-arid and dry sub-humid areas. It is a consequence of the results of climatic variations as well as of the anthropic actions on the environment. Thus, the objective of this work was to apply the biophysical parameters of albedo, vegetation index (NDVI) and surface temperature to Landsat 8 OLI / TIRS images, aiming at the quantification of the desertification process in the Vitória da Conquista microregion - BA in the dry and rainy season of There was realized downloads images from the Earth Explorer site of the United States Geologic Survey (USGS) to further processing and application of the SEBAL algorithm in ArcMAp 10.3 software. It was found that the Vitoria da Conquista microregion is way more susceptible to desertification during the dry station than in the rain period, pointing to a fragility due to climatic factors and anthropic actions. Key words/palabras clave: vegetation index, albedo, surface temperature.

2 INTRODUÇÃO O fenômeno desertificação, de acordo com a Convenção das Nações Unidas de Combate à Desertificação-CCD (ONU, 1994), se configura como um processo de degradação da terra nas zonas áridas, semi-áridas e subúmidas secas, provenientes de diversos fatores, incluindo variações climáticas e atividades humanas (BRASIL, 2005). No Brasil este processo atinge principalmente a região nordeste, mais especificamente o seu interior, pois lá que são registradas as menores médias de chuvas e os maiores períodos secos do país. Na Bahia, de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 54% do seu território predomina o bioma Caatinga. As características climáticas, associadas à ação humana nessa região, tornam ainda mais frágil o equilíbrio ecológico, favorecendo assim, a degradação da terra. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é aplicar em imagens Landsat 8 OLI/TIRS os parâmetros biofísicos de albedo, índice de vegetação (NDVI) e temperatura de superfície, visando, assim, a quantificação do processo de desertificação na microrregião de Vitória da Conquista BA no período seco e chuvoso do ano de MATERIAL E MÉTODOS A área de estudo compreende as cidades inseridas na microrregião de Vitória da Conquista no estado da Bahia, definida pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE (1990), sendo composta por 17 municípios: Anagé, Barra do Choça, Belo Campo, Boa Nova, Bom Jesus da Serra, Caatiba, Caetanos, Cândido Sales, Dário Meira, Ibicuí, Iguaí, Manoel Vitorino, Mirante, Nova Canaã, Planalto, Poções e Vitória da Conquista. Inicialmente, foram feitos os downloads, através do site Earth Explorer do Serviço Geológico dos Estados Unidos (U.S. Geological Survey - USGS), das imagens do satélite Landsat 8 OLI/TIRS. Foram adquiridas imagens do período seco e chuvoso de 2016 levando-se em consideração cenas com a menor presença de nuvens. Para atender toda a microrregião de Vitória da Conquista foram necessárias 4 cenas, totalizando 8 imagens baixadas. Para avaliação inicial do estado da degradação, os cálculos foram realizados no software ArcMap Inicialmente foi necessário o cálculo das refletâncias planetária (ρλ) das bandas 2 a 7, e o da radiância espectral (Lλ) da banda 10, utilizando as equações: ρλ =(Mρ*Qcal*Aρ)/sinθ Sendo: Mρ o fator multiplicativo de reescalonamento da reflectância para a banda específica; Qcal corresponde ao número digital; e Aρ o fator aditivo reescalonamento da reflectância para a banda específica e θ é o ângulo de elevação solar Lλ=Ml*Qcal+Al Onde: Ml é o fator multiplicativo de reescalonamento para cada banda (disponível nos metadados da imagem), Al é o fator aditivo de reescalonamento para cada banda (disponível nos metadados da imagem) e Qcal é o número digital (ND) para cada pixel. A partir daí, baseando no algoritimo Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), proposto por Bastiannssen (1995) e descrito pelo manual elaborado por Allen et al. (2002), foi possível estimar o albedo, o NDVI e a temperatura de superfície. O cálculo do albedo de superfície (αs) foi calculado através da equação: αs =(αtoa-αpath_radiance)/τsw 2 Onde: αtoa é o albedo no topo da atmosfera; αpath_radiance é a porção da radiação solar refletida pela atmosfera; e τsw² é a transmitância atmosférica. O NDVI é a diferença da refletância entre a banda do infravermelho próximo (ρ5) e a refletância no vermelho (ρ4); esta diferença é então normalizada pela soma das duas refletâncias:

3 NDVI = (ρ5-ρ4) / (ρ5+ρ4) Sendo: ρ5 é a reflectância planetária da banda 5 (infravermelho próximo); e p4 correspondente a reflectância planetária da banda 4 (vermelho) do satélite Landsat 8 OLI/TIRS. A temperatura da superfície (Ts) em Kelvin (K) é uma função da radiância espectral no topo da atmosfera (Lλ), e da emissividade (εnb), podendo ser obtida pela equação: Ts=K2/ln ((εnb*k1)/lλ +1) Em que: K1 é a constante de calibração 1 (metadados da imagem), K2 é a constante de calibração 2 (metadados da imagem). Após os cálculos e a geração dos mapas da distribuição espacial de cada parâmetro, esses mapas foram cruzados por meio da álgebra de mapas gerando o mapa de risco de desertificação. RESULTADOS E DISCUSSÃO O NDVI e o albedo da superfície exercem um controle na quantidade de energia que é absorvida pela superfície terrestre, afetando diretamente o balanço final de radiação e energia. Na Figura 1, os mapas de albedo, NDVI e temperatura de superfície na microrregião de Vitória da Conquista - BA foram gerados para o período de baixas e altas médias pluviométricas. Figura 1 - Mapas de albedo, NDVI e temperatura de superfície na microrregião de Vitória da Conquista BA. Nota-se que as áreas com menores valores de albedo, entre < 0,1 até 0,2, são referentes as áreas com maiores valores de NDVI. Essa relação inversa entre os dois parâmetros ocorre devido a energia que é absorvida pela vegetação para os processos como respiração e transpiração. De acordo com o parâmetro albedo, foram identificadas como solo exposto os valores situados entre 0,2 e 0,4. No período seco a área correspondente a solo exposto foi de ,71ha, 29,34% da área total da microrregião, no período chuvoso, a área reduziu para ,03 ha, 29,88% da área total. Esses valores apresenta a resposta do albedo com a variação da pluviosidade. Valores superiores a 0,4 foram identificados como nuvens. Quanto ao NDVI, os valores identificados como solo exposto ou vegetação rala concentram-se entre 0,01 a 0,4. Assim, a área correspondente a solo exposto no período seco foi de ,62 ha, 73,45% da área total da microrregião, no período chuvoso, a área foi de ,87 ha, 19,04% da área total. Como o albedo, o NDVI também sofreu variação com a diferença das médias pluviométricas. Segundo Silva et al. (2009), a diminuição de áreas verdes na superfície modifica as condições atmosféricas locais e interfere diretamente nos fatores que controlam a precipitação e temperatura. A representação da distribuição espacial da temperatura de superfície comparada com a do albedo e

4 NDVI, vai de encontro com essa afirmativa. Nota-se que na região mais ao oeste da microrregião onde estão localizadas a maior área de solo exposto, também estão locadas as maiores temperaturas com valores acima de 30ºC. Assim, constata-se que as ações antrópicas, somados aos fatores climáticos, afetam significativamente a cobertura vegetal da região e consequentemente eleva o risco de desertificação. A Figura 2 apresenta os mapas de riscos de desertificação resultante da álgebra de mapas no período seco e chuvoso do ano de 2016, na microrregião de Vitória da Conquista BA. A área considerada de alto risco de desertificação no período seco foi de ,68 ha, 18,43% da área total da microrregião tendo o município de Manoel Vitorino como destaque, apresentando uma área susceptível de ,69 ha em seu território. Já no período chuvoso, a área de risco foi de ,19 ha, 5,49% da área total. Figura 2 - Risco de desertificação para o período seco e chuvoso no ano de 2016 Observa-se que a cidade de Vitória da Conquista no período das chuvas está entre as cidades com maior risco de desertificação com uma área de 8.239,32 ha, das cidades ao leste da microrregião, ela foi uma das únicas a permanecer com o risco elevado. Isso ocorre devido principalmente às ações antrópicas e o processo de urbanização. As demais cidades localizadas na porção leste do mapa, obteve uma melhor resposta com a chegada do período chuvoso devido a capacidade de regeneração da vegetação. CONCLUSÕES O comportamento da cobertura vegetal, na microrregião de Vitória da Conquista BA, está muito mais vulnerável a desertificação na estação seca do que na estação chuvosa. A região estudada é extremamente frágil a desertificação devido às questões climáticas predominantes, necessitando então de melhores técnicas empregadas no uso do solo para não impulsionar a degradação da terra, resultando na desertificação. As técnicas de sensoriamento remoto e do algoritmo SEBAL, atendeu às expectativas dessa pesquisa, pois proporcionou a obtenção de informações relevantes sobre os indicadores biofísicos analisados, de forma objetiva e eficiente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R.G.; TASUMI, M.; TREZZA, R.; WATERS, R.; BASTIAANSSEN, W.G.M. Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) Advanced Training and User s Manual. Kimberly: University of Idaho, p. BRASIL-MMA. Programa de Ação Nacional de Combate a Desertificação e Mitigação dos efeitos da Seca: PAN Brasil. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 213 p IBGE INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Divisão do Brasil em mesorregiões e microrregiões geográficas. Rio de Janeiro: IBGE, v. 1, p.

5 SILVA, T.M; SILVA, R.P.V; PATRICIO, M.C.M; MARIANO, B.E. Análise dinâmica do processo de desertificação na região de Gilbués-PI, utilizando imagens do TM/Landsat 5. Anais XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Natal, AGRADECIMENTOS À Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, pela concessão da bolsa e pelo apoio. Ao Prof Dr. Odair Lacerda Lemos, pela orientação e ensinamentos.