Mapas de declividade da Área de Proteção Ambiental (APA), do município de Botucatu- SP, a partir das Cartas Topográficas do IGC e IBGE

Transcrição

1 Mapas de declividade da Área de Proteção Ambiental (APA), do município de Botucatu- SP, a partir das Cartas Topográficas do IGC e IBGE Paulo Fernando Ferreira de Azevedo 1 Anderson Antônio da Conceição Sartori 1 Humberto Fabrizzi de Figueiredo Pupo 1 1 Universidade Estadual Paulista - UNESP/FCA CEP Botucatu - SP, Brasil paulofernando_azevedo@hotmail.com, sartori80@gmail.com, betopupo@gmail.com Abstract. This study aimed to generate maps of slope of the APA in Botucatu - SP, from IBGE topographical maps and IGC in order to analyze the information at different geographical scales. The materials used in the study were the letters of the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), scale 1:50,000, with contour interval of 20 meters between vertical curves altimetric; Cartography and Geographic Institute (PMI), scale 1:10,000, with 5 meters vertical equidistance between altimetric curves. Both cartographic documents were scanned and georeferenced with the help of a software in Geographic Information System (GIS), prioritizing the information altimetric curves and drainage network. The Digital Elevation Model Land (MDT) was the model used for modeling the information, and from the acquisition of DEMs in both scales were developed slope classes. The largest areas with slopes in the two scales are areas of soft wavy relief, however the differences between the scales were evidenced when analyzing each relief class specifically. At 1:10,000 scale the highest classes are consolidated in soft wavy and moderately wavy and 1:50,000 scale for the highest values are in classes wavy smooth and flat. Since all classes of relief, except relief plan, scale 1:10,000 showed up in larger area compared to 1:50,000 scale, showing the detail of the data at larger scales. This finding demonstrates that the choice of scale for any project should prioritize and facilitate the overview, integrating data and avoiding frustration by aiming planning poorly implemented. Palavras-chave: environmental planning, GIS, slope, scale, EPA, planejamento ambiental, SIG, declividade, escala, APA. 1. Introdução Em virtude das crescentes buscas e competições pelos recursos naturais, ocorridas nas últimas décadas, a urgência em se organizar o uso da terra e compatibilizar esse uso com a proteção dos ambientes ameaçados, se fez necessário. A partir desse fato surge o planejamento ambiental, como forma de orientação de ordenamento territorial, freando o desenvolvimento materialista e buscando o desenvolvimento como um estado de bem-estar humano. Desta forma os princípios do planejamento ambiental exigem uma abordagem holística, possibilitando diretrizes voltadas à solução dos problemas (SANTOS, 2004). A princípio, qualquer ação voltada ao planejamento exige no início do seu desenvolvimento a elaboração e geração de dados. Segundo Silva (2000) as etapas do planejamento se dividem em: levantamentos de dados, diagnósticos, hierarquização das informações, integração dos resultados e de proposições finais. Para Santos (2004) o levantamento de dados é a fase em que se formulam as questões básicas, especialmente a adoção da escala, evidenciando que a escolha da melhor escala influenciará diretamente nos níveis de interpretação. O Sistema de Informação Geográfica (SIG) constituem uma importante ferramenta para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados, sobre tudo tem a capacidade de inserir e integrar, numa única base de dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, tendo aplicabilidade em diversas áreas do conhecimento, por exemplo: 5002

2 levantamentos de recursos ambientais e análise ambiental (Câmara e Medeiros, 1996 e Burrough e Mcdonnel, 1998). O monitoramento através do SIG tem obtido grandes resultados, sobretudo pelos avanços tecnológicos, permitindo monitorar situações complexas com ordenamento e uso e ocupação do solo, inclusive em Áreas de Proteção Ambiental - APAs (Rocha, 2007). Essas áreas de proteção surgiram a partir da Lei Federal n o de 1981, a fim de conservar e proteger os recursos naturais, consequentemente recuperando as áreas. Portando, o planejamento ambiental das APAs se faz importante, uma vez que o uso correto da terra nessas áreas acarreta em efeitos positivos para a conservação de ecossistemas relevantes (Secretária do Meio Ambiental, 2004). Deste modo o seguinte trabalho tem por objetivo gerar mapas de declividade da APA do município de Botucatu - SP, a partir das cartas topográficas do IGC e IBGE a fim de analisar as informações geográficas em diferentes escalas. 2. Material e Métodos 2.1 Área de estudo Criada pelo Decreto Estadual n.º de 8 de junho de 1983, a APA (Área de Proteção Ambiental) do município de Botucatu ocupa uma área de aproximadamente 385 km² e está geograficamente localizada entre as coordenadas 22º 35' e 23º 06'de latitude sul e, 48º 12' e 48º 52'de longitude oeste de Greenwich. Têm por objetivo proteger os recursos naturais de áreas compreendidas nas 3 regiões fisiográficas existentes, sendo elas: Depressão Periférica, Frente e Reverso da Cuesta de Botucatu, especialmente pela relevância da proteção das áreas de recarga do Aquífero Guarani, assim como na preservação da vegetação nativa (Souza et al., 1985). A Figura 1 ilustra a localização da área de estudo. Figura 1. Localização da área de estudo APA Botucatu. 5003

3 Segundo o Mapa Geológico do Estado de São Paulo (IPT, 1981), afloram na área duas formações geológicas: nas partes mais altas, acompanhando o divisor de águas da bacia, aparecem arenitos mais resistentes ao intemperismo, pertencentes ao Grupo Bauru, Formação Marília e, nas áreas inferiores do relevo, formando uma faixa relativamente estreita, margeando os cursos d água, rochas basálticas do Grupo São Bento, Formação Serra Geral e as feições geomorfológicas estão associadas, maior parte das vezes, com o embasamento rochoso local. Nos locais onde os cursos d água escavam o seu vale, descobrindo a Formação Serra Geral, o relevo é mais acidentado, convexo e os leitos dos rios mais acentuados, tornando-se as águas rápidas, sendo comum o aparecimento de saltos e cachoeiras (Almeida, 1964). Com relação ao clima, a região pode ser enquadrada como tendo um clima mesotérmico, com estação mais seca no inverno e identificada como Cwa, segundo a classificação de Köppen, com temperaturas médias anuais em torno de 20ºC e o índice pluviométrico entre e mm anuais (Carvalho e Jim, 1983). 2.2 Levantamento de dados Para a realização do estudo, em primeiro momento foram realizadas pesquisas bibliográficas pertinentes ao assunto abordado de modo auxiliar no embasamento teórico. Posteriormente foram selecionados os materiais necessários para o desenvolvimento do estudo. Esses materiais contemplam as cartas planialtimétricas que abrangem a área de estudo, e, portanto são as cartas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), escala de 1:50.000, com equidistância vertical de 20 metros entre curvas altimétricas; e do Instituto Geográfico Cartográfico (IGC), escala 1:10.000, com 5 metros de equidistância vertical entre as curvas altimétricas. Com o auxilio de um programa em Sistema de Informação Geográfica (SIG), ambos os arquivos cartográficos, IBGE e ICG, foram georreferenciados com base no sistema SIRGAS 2000, permitindo a formação dos mosaicos das cartas em escalas de 1: e 1:10.000, assim como a correção dos dados geométricos. Foram também realizadas as digitalizações das cartas planialtimétricas, priorizando-se as informações das curvas altimétricas e rede de drenagem. 2.3 Mapas de declividade Segundo Eastman (1999) a equidistância das curvas altimétricas não permite a visualização contínua das altitudes da área de estudo, fator que acarreta na necessidade da geração de uma superfície com valores que variam continuamente no espaço, cujo valor em um determinado ponto depende dos valores vizinhos. O Modelo Digital de Elevação do Terreno (MDT) é utilizado para modelagem de informações de altimetria ou propriedades do solo, sendo importante, dentre outros fatores, para análises da superfície e subsuperfície do terreno. Segundo Madureira Cruz e Pina (1999), para obter informações relevantes com o MDT, não se tem a necessidade de trabalhar diretamente na superfície do terreno. Estas informações podem ser de caráter qualitativo (visualização da superfície) ou quantitativo, englobando cálculos de área, volumes, curvas de isovalores e outros. Para geração dos dados espaciais a nível digital, existem basicamente quatro processos: Digitalização, Fotogrametria, Sensoriamento Remoto e os Levantamentos de Campo, destacando-se o Sistema de Posicionamento Global GPS. Os Modelos Digitais do Terreno (MDT) também geram dados para Geoprocessamento (Rocha, 2007). Os mapas de declividade foram gerados por meio das informações digitalizadas das cartas planialtimétricas, e desenvolvido através da função Triangulated Irregular Network (TIN). Essa modelagem é a mais comum utilizada para modelagem de superfícies contínuas usando dados vetoriais, e consiste na interpolação por triangulação onde os valores das altitudes são 5004

4 utilizados como vértices, resultando na triangulação da área e obtendo como resultado um modelo raster da superfície onde os topos de morros e depressões são modelados de acordo com as tendências dos dados mais próximos. A partir da aquisição dos modelos digitais de elevação do terreno (MDT) em ambas as escalas, foram necessárias as definições das classes de declividade, sendo que a determinação dos intervalos foi baseada no proposto por Ramalho Filho e Beek (1995). Segundo os autores as classes se distribuem em 0-3% (plano), 3-8% (suave ondulado), 8-13% (moderadamente ondulado), 13-20% (ondulado), 20-45% (forte ondulado), e maior que 45% (montanhoso), sendo definidos de acordo com as limitações de uso do solo. 3. Resultados e Discussões Os resultados obtidos foram dois mapas de declividade em escalas 1: e 1: (Figura 2) e a quantificação das áreas em diferentes escalas, ressaltando o percentual para cada classe de declividade em relação a área total (Tabela 1). Figura 2. Mapas de declividade da APA Botucatu nas escalas de 1: (esquerda) e 1: (direita). A partir das análises dos dados finais pode-se observar que a maior porção da declividade em ambas as escalas fica por conta de relevos suave ondulados. No entanto, as diferenças entre as escalas de detalhe das informações topográficas ficam evidenciadas se cada classe de relevo fosse analisada especificamente. Através da análise dos dois modelos pode-se notar que na escala 1: os maiores valores estão consolidados nas classes suave ondulado e moderadamente ondulado com respectivamente 44,63% e 22,25%, totalizando 66,88%. Para o mapa em escala 1: os maiores valores se encontram nas classes suave ondulado e plano, apresentando respectivamente 40,64% e 37,45%, totalizando 78,09%. 5005

5 Tabela 1: Padrões percentuais dos mapas de declividade nas escalas 1: e 1: Área (hectares) Área (%) Relevo Classes de declive Escala 1: Escala 1: Escala 1: Escala 1: Plano 0-3% 7.012, ,50 18,21 37,45 Suave ondulado 3-8% , ,75 44,63 40,64 Moderadamente ondulado 8-13% 8.567, ,75 22,25 16,14 Ondulado 13-20% 3.561, ,00 9,25 5,69 Forte ondulado 20-45% 1.734,75 17,00 4,51 0,04 Montanhoso >45% 443,50 16,50 1,15 0,04 TOTAL , , Observa-se também que na escala 1: todas as classes de relevo, exceto o relevo plano, apresentaram maior área em relação a escala 1: Este fato mostra o melhor detalhamento dos dados em escalas maiores, influenciando fortemente na qualidade final dos mapas de declive e mascarando informações importantes que necessitam de atenção, especialmente em se tratando de uso e ocupação do solo. As informações sobre relevo forte ondulado e montanhoso também sofrem mudanças. Segundo Paes e Manzione (2010) isso se deve a equidistância das curvas altimétricas dos diferentes documentos cartográficos, pois a partir delas que são gerados os Modelos Digitais de Terrenos (MDTs), bases para os mapas de declividade. De acordo com Alvarez (1995) o Brasil possui menos de 5% de seu território com mapas em solos na escala 1: ou maior, e poucos estados contam com mapas em escalas 1: e 1: O autor ainda afirma que foram produzidos para o território brasileiro mapas pedológicos, geológicos, geomorfológicos e de vegetação na escala 1: Essas escalas podem ser úteis para ações generalizadas, avaliações regionais ou globais. Entretanto, são insuficientes para quase todas as aplicações relacionadas ao planejamento e gestão ambiental local. Batistella e Moram (2008) ainda ressaltam que na maior parte do Brasil, há uma falta crônica de mapas detalhados e precisos em escalas úteis para o planejamento do uso da terra ou para o monitoramento e a gestão ambiental. Portanto, em se tratando do planejamento do uso e ocupação territorial aplicado a gestão de Áreas de Proteção Ambiental, mapas em escala 1: mostram-se mais recomendável, uma vez que em escalas menores (1:50.000) o detalhamento do terreno consequentemente será menor. Por exemplo, as áreas de relevo forte ondulado e montanhoso, representando um total de 5,66% na escala 1: e praticamente inexistentes na escala 1:50.000, apresentam maior fragilidade a processos erosivos e necessitam de práticas e conservação, recomendando-se em certas situações a serem área de preservação e conservação ambiental. Rocha (2007) cita que essas escalas são recomendáveis para gestão local. Já as escalas até 1: remetem a projetos intermunicipais. A escolha da escala para qualquer projeto deve priorizar e possibilitar a visão geral da área de enfoque, permitindo integrar e relacionar diferentes dados com o objetivo de se evitar frustrações por planejamentos mal implementados. 4. Conclusões Pode-se concluir que as duas escalas trabalhadas apresentam em seus modelos de declividade as maiores áreas para a classe de relevo suave ondulado. Porém, as diferenças das escalas são evidenciadas na análise específica de cada classe. Na escala 1: os maiores 5006

6 valores estão consolidados nas classes suave ondulado e moderadamente ondulado totalizando 66,88%. Para a escala 1: os maiores valores se encontram nas classes suave ondulado e plano,totalizando 78,09%. Todas as classes de relevo, exceto o relevo plano, em escala 1: apresentaram maior área em relação a escala 1:50.000, evidenciando o detalhamento dos dados em escalas maiores. Portando, em assuntos relacionados a planejamento local, onde existe a necessidade do melhor detalhamento e visão total da área em estudo, análises de dados espaciais como a declividade, o uso em escala 1: seria mais confiável como fonte de informação. 5. Referências Almeida, F. F. M de. Fundamentos Geológicos do Relevo Paulista. São Paulo: Instituto de Geografia, Universidade de São Paulo, p. Alvarez, V. H. et al. O solo nos grandes dom inios morfoclim aticos do Brasil e o desenvolvimento sustentado. Viçosa: SBCS, pp Batistella, M.; Moran, E. F. Geoinformação e monitoramento ambiental na América Latina. 1ª ed. São Paulo, SP: Editora Senac São Paulo, p. Burrough, P. A. Mcdonnell, R. A. Principles of Geographical Information Systems. Spatial Information Systems and Geostatistics. Oxford University, Oxford, Câmara, G. Medeiros, J. S. Geoprocessamento para Projetos Ambientais. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE, São José dos Campos, SP, Carvalho, W.A.; Jim, J. Áreas de proteção ambiental: Região da Serra de Botucatu e Região da Serra de Fartura. Botucatu: Instituto Básico de Biologia, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, p. Eastman, J.R. IDRISI 32 for Windows: guide to GIS and image processing. Massachusettes: Clark University, v. Madureira Cruz, C. B.; Pina, M. F. Fundamentos de Cartografia. Curso de Especialização em Geoprocessamento. UFRJ, IGEO, Dep. Geografia, LAGEOP, Rio de Janeiro, 1999, Volume 1, Mídia CD. Paes, C. O. ; Manzione, R. L. Comparação de modelos digitais de terreno em diferentes escalas para fins geomorfológicos em área de recarga do Aqüífero Guarani. In Congresso de Iniciação Científica da UNESP. Anais... Presidente Prudente Ramalho Filho, A.; Beek, K. J. Sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras. 3ª ed. Rio de Janeiro, RJ: EMBRAPA-CNPS, p. Rocha, C. H. B. Geoprocessamento: tecnologia transdiciplinar. 3ª ed. do Autor. Juiz de Fora, MG: p. Santos; R. F dos. Planejamento Ambiental: teoria e prática. 1ª ed. São Paulo, SP: Oficina de Textos, p. Secretaria do Meio Ambiente. APAs Área de Proteção Ambiental. 1ª ed. São Paulo: p. Silva, O. F. da. Planejamento Ambiental e ecologia da paisagem na avaliação de áreas alagadas e qualidade da água. Estudo de caso: bacia hidrográfica do rio Cotia (SP, BR). Tese (Doutorado em Engenharia Civil) UNICAMP, Campinas, Souza A. J.; Andrade, F. C.; Toledo Piza, M. A. B.; Conte, M. L. Aspectos físicos do município de Botucatu. In: Botucatu: pólo de desenvolvimento regional, 1985, Botucatu. Mimeog... Botucatu: p. 5007