ANÁLISE TEMPORAL DE ÍNDICES DE VEGETAÇÃO UTILIZANDO TÉCNICAS DE SENSORIAMENTO REMOTO.

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1 ANÁLISE TEMPORAL DE ÍNDICES DE VEGETAÇÃO UTILIZANDO TÉCNICAS DE SENSORIAMENTO REMOTO Lidiane Cristina Félix Gomes 1, Glauciene Justino Ferreira da Silva 2, Alexandra Lima Tavares 3 1 Mestranda da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) - lidiane.geo@gmail.com RESUMO: O presente trabalho foi realizado para o município de Patos na Paraíba utilizando técnicas de sensoriamento remoto. Esta região apresenta importantes modificações em seu ambiente natural, ocasionadas pelas ações antrópicas. Foram analisadas as mudanças ocorridas entre os anos 1984 a 2010 na cobertura vegetal desta região, a partir do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada IVDN, Índice de Vegetação Ajustado para os Efeitos do Solo IVAS e o Índice de Área Foliar - IAF estimados a partir de dados do sensor TM do LANDSAT 5. Os resultados alcançados apresentaram uma redução nos índices de vegetação ao longo dos anos, além de uma mudança visual na área de abrangência de estudo devido a época do ano em que as imagens foram obtidas, podendo ser percebida a importância da peridiodicidade da precipitação para a vegetação local, bem como o comportamento da mesma na ausência de chuva. Palavras-Chave: vegetação, sensoriamento remoto, meio ambiente. ABSTRACT: This search was developed for the city of Patos, State of Paraiba, using remote sensing techniques. This region presents important changes in its natural environment, caused by human actions. We analyzed the changes between the years 1984 to 2010 on the vegetation of this region, from the index by Normalized Difference Vegetation - INDV, Vegetation Index Adjusted for the Effects of Soil - VIAS and Leaf Area Index - LAI estimated from sensor data from Landsat 5 TM. The results showed a reduction in vegetation indices over the years, and a visual change in the coverage area of study due to the time of the year in which the images were obtained and it can be perceived the importance of periodicity rainfall to the local vegetation, as well as the behavior of the same in the absence of rain. Keywords: vegetation, remote sensing, environment. INTRODUÇÃO As alterações provocadas pela urbanização não planejada e atividades agrícolas inadequadas causam a utilização predatória dos recursos naturais. Isso compromete a qualidade de vida da população e a sustentabilidade dos biomas. E influência, entre outros fatores, na conservação do solo e das nascentes. Desse fato surge a necessidade de estudos dirigidos sobre a vegetação que possibilitem identificar e quantificar este recurso. Partindo desse pressuposto, o

2 Sensoriamento Remoto e as técnicas de processamento digital de imagens são amplamente utilizados para analisar o comportamento da vegetação. Para isso são empregados alguns dos índices mais conhecidos como o NDVI - Índice Normalizado de Diferença da Vegetação, utilizado para monitorar as condições da vegetação e das variabilidades bioclimáticas na superfície terrestre (LIU, 2007), o SAVI (Índice de Vegetação Ajustado ao Solo) e o IAF (Índice de Área Foliar). Os índices podem ser comparados em diferentes épocas permitindo uma análise temporal. Dessa forma, este trabalho visa analisar temporalmente os índices de vegetação no município de Patos-PB, utilizando imagens do satélite LANDSAT 5-TM. O município de Patos-PB, localizado a 07º Latitude Sul e a 37º Longitude Oeste. Está inserido na área geográfica de abrangência do semiárido brasileiro, a uma altitude de 240 m (Ferreira et. al. 2001). O clima de acordo com a classificação de Köppen enquadra-se no tipo Aw' (Quente e úmido com chuvas de verão a outono). A precipitação média está em torno dos 800 mm. METODOLOGIA Foram utilizadas imagens digitais do sensor Thematic Mapper (TM) do satélite Landsat 5, obtidas na órbita 215 e ponto 65, para os dias 17/06/2004 e 28/06/2010, obtidos no site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE em formato geotiff com projeção/datum UTM/WGS-84. Serviu como base para a correção geométrica uma imagem ortorretificada obtida no site do Landsat.org. Para o processamento das imagens utilizou-se softwares de Sistemas de Informações Geográficas SIG, Erdas, e para a confecção dos mapas temáticos apresentando os resultados obtidos utilizou se o Arcgis 9.3. O primeiro procedimento no processamento das imagens foi à conversão do formato Tiff para img, sequênciado pela reamostragem de 120 m para 30 m da banda termal, a fusão das sete bandas de cada imagem, também conhecido como empilhamento e o recorte da área de interesse. Para a obtenção da calibração radiométrica, foi aplicado o método proposto por (Markham & Baker, 1987): (1) Em que a i e b i são as radiâncias espectrais mínimas e máximas ( ), ND é a intensidade do pixel e correspondem as bandas (1, 2, 3,... e 7) do satélite Landsat 5 TM. Para a obtenção do produto reflectância foi utilizada a equação proposta por (Bastiaansen, 2000), no qual a reflectância monocromática de cada banda, é definida como a razão adimensional entre o fluxo de radiante refletido e incidente por uma superfície. É obtida segundo a Equação: (2) é a radiância espectral de cada banda, é a irradiância solar espectral de cada banda no topo da atmosfera, Z é o ângulo zenital solar e é o quadrado da razão entre a

3 distância média Terra-Sol e a distância Terra-Sol em dado dia seqüencial do ano (DSA). De posse da imagem de reflectância foi obtido, através da equação 3, o índice de vegetação da diferença normalizada (IVDN) proposto por Rouse et al. (1974). (3) onde ρ 4 e ρ 3 correspondem as bandas 4 e 3 do Lansat -5TM. Outro índice obtidos foi o SAVI, que busca amenizar os efeitos do solo pela expressão: (4) O L é um fator que utiliza-se em função do tipo de solo. Frequentemente é atribuido L= 0,5 como valor constante (Silva et al., 2005). O Índice de Área Foliar (IAF) é um indicador de biomassa, definido pela razão entre a área foliar de toda a vegetação por unidade de área e pode ser obtida pela equação empírica proposta por Allen et al.(2002): (5) RESULTADOS E DISCUSSÃO O Índice de vegetação da diferença normalizada indica a quantidade e as condições da vegetação verde. A Figura 1 apresenta variações ocorridas na cobertura vegetal do solo entre os anos de 1984 a 2010, sendo valores obtidos no intervalo de -1 a 0,85m 2 /m 2. Os valores negativos são atribuídos aos corpos hídricos e foram representados pela cor roxo, em um tom lilás se apresenta o solo exposto e as demais cores foram atribuídos aos tipos e quantidade de vegetação presentes na área de estudo, sendo o tom mais escuro de verde e como maior valor apresentado, em um intervalo de 0,6 a 0,85 m 2 /m 2 refere-se ao maior índice de vegetação presente. A Figura 2 refere-se ao Índice de Vegetação Ajustado para os Efeitos do Solo, com função de reduzir a influência da grande quantidade de solo exposto nos resultados a partir do fator de correção de brilho, apresentando valores variando de -0,38 a 0,8 m 2 /m 2, onde os maiores valores são referentes à presença de vegetação, os menores valores atribuídos aos corpos d água e valores intermediários foram apresentados como solo exposto e a zona urbana. O Índice de área foliar pode ser observado na Figura 3, apresentando uma palheta de cores que compreende o intervalo de 0-6 m2/m2, sendo 0 a ausência de vegetação e 6 o valor máximo onde se apresenta os tipos de vegetação. Percebe se claramente a presença da mata ciliar presente nas margens dos açudes Jatobá e Farinha, como também a vegetação ribeirinha percorrendo a subbacia do rio Espinharas. CONCLUSÃO Pôde-se observar uma redução ao longo dos anos nos índices de vegetação, devido principalmente à ação antrópica. As imagens obtidas foram de diferentes períodos do ano, sendo a de 1984 o fim da estação chuvosa e a mais recente de 2010 o inicio do período de estiagem na

4 região, o que também influenciou a redução brusca na quantidade de vegetação. As análises das imagens de diferentes épocas possibilitaram uma maior compreensão das transformações ocorridas ao longo dos anos. Os índices de vegetação empregados no estudo apresentaram-se altamente efetivos na extração de informações da vegetação existente no município de Patos- PB. O que viabiliza quaisquer medidas de recuperação das áreas degradadas e projetos na busca pelo uso sustentando dos recursos florestais, na tentativa de minimizar e combater os impactos ambientais na região. REFERÊNCIAS Allen, R.; Bastiaanssen, W.; Waters, R.; Tasumi, M.; Trezza, R. Surface energy balance algorithms for land (SEBAL), Idaho implementation - Advanced training and users manual, version 1.0, p. FERREIRA et al. Levantamento e classificação da vegetação nativa do Município de patos, através de sensoriamento remoto e Geoprocessamento. X Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Foz do Iguaçu, Liu, H.T.W. Aplicações de Sensoriamento Remoto. Campo Grande: Ed. UNIDERP, p. Markham, B. L.; Barker, L. L. Thematic mapper bandpass solar exoatmospherical irradiances. International Journal of Remote Sensing, v.8, n.3, p , Silva, B. B.; Lopes, G. M.; Azevedo, P. V. Balanço de radiação em áreas irrigadas utilizando imagens Landsat 5 - TM. Revista Brasileira de Meteorologia, v.20, n.2, p , 2005.

5 Figura 1 Mapa temático representando os índices de vegetação normalizada - IVDN para os anos de 1984 e 2010, números 1, 2 e 3 são respectivamente a subbacia do rio Espinharas, o açude Jatobá e o açude Farinha. Figura 2 - Mapa temático representando os índices de vegetação ajustado para efeitos do solo - IVAS para os anos de 1984 e Figura 3 - Mapa temático representando os índices de área foliar - IAF para os anos de 1984 e 2010.