Análise temporal da cobertura vegetal no município de Teresina/PI a partir da aplicação de NDVI. Liriane Gonçalves Barbosa 1 Larissa Piffer Dorigon 2

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1 Análise temporal da cobertura vegetal no município de Teresina/PI a partir da aplicação de NDVI Liriane Gonçalves Barbosa 1 Larissa Piffer Dorigon 2 1 Universidade Estadual Paulista, campus de Presidente Prudente Programa de Pós-Graduação em Geografia 2 Universidade Estadual Paulista, campus de Presidente Prudente Programa de Pós-Graduação em Geografia RESUMO O avanço nas tecnologias de sensoriamento remoto, aliado ao desenvolvimento e/ou aprimoramento de modelos teórico-metodológicos têm se mostrado indispensáveis nos estudos da ciência sobre a superfície terrestre. Esses meios tecnológicos e teórico-metológicos são usados com a finalidade de ler e interpretar o meio e sua dinâmica a partir de uma visão sistêmica, num esforço de entender o espaço terrestre e suas paisagens por meio do estudo das interfácies, das ligações sistêmicas dos diversos componentes naturais e antrópicos. O imageamento terrestre a partir de satélites permite a aquisição de informações sobre objetos sem contato físico direto, utilizando-se de sensores para coletar a energia proveniente do objeto, convertê-la em sinal possível de ser registrado e apresenta-lo em forma adequada à extração de informações, proporciona uma visão sinóptica do terreno, aproveita o contexto espacial para medir os impactos naturais e antrópicos locais e permite ainda o monitoramento ou a comparação entre tempos distintos, de indicadores de qualidade ambiental como a vegetação, enriquecendo o conhecimento de cada local e de sua dinâmica. A vegetação se constitui num importante indicador de qualidade ambiental e pode desempenhar o papel de sombreamento, filtragem e dispersão da poluição atmosférica, controle de ruídos, proteção solar das edificações, além de atuar na redução das temperaturas através do processo de evapotranspiração e retenção de umidade do solo e do ar. Dada a sua importância se faz necessário seu mapeamento e monitoramento com relação às respostas aos elementos ambientais naturais e sociais, sendo alguns deles possíveis de serem analisados por meio de imagens de satélites. Sendo assim, tomando como área de estudo o município de Teresina, este trabalho tem como objetivo avaliar, numa escala temporal, o índice de cobertura vegetal do município em questão a partir da aplicação do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), correlacionando à expansão urbana do município. Teresina está localizada no Centro-Norte do Estado do Piauí e Meio-Norte do Nordeste Brasileiro, tendo sua sede municipal (capital do Estado) situada nas coordenadas geográficas 05º 05 de latitude sul e 42º 48 de longitude oeste. Tem uma população de habitantes. Sendo assim, a construção deste trabalho se deu da seguinte forma: a aquisição de dados bibliográficos, cartográficos e imagens de satélites; organização e geoprocessamento das imagens; leitura e interpretação desse material e redação do texto. O NDVI foi gerado no software ArcGis 10.1, a partir das imagens dos satélites da série Landsat. A seleção ocorreu a partir da disponibilidade dos catálogos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e da United States Geological Survey (UGS) buscando padronizar a escolha das imagens de acordo com a sazonalidade climática (período considerado seco). Sendo assim, selecionou-se as imagens de setembro de 1985 do satélite Landsat 5, outra de agosto de 1999 do Landsat 7 e a de setembro de 2013 do Landsat 8. O NDVI foi elaborado utilizando as bandas do vermelho e do infravermelho próximo das imagens supracitadas e aplicando a fórmula NDVI=(pIVP-pV)/(pIVP+pV), onde: pivp é a reflectância no infravermelho próximo e pv é a reflectância no vermelho. A aplicação desta fórmula faz com que a vegetação na imagem seja evidenciada com valores próximos a +1. Para selecionar a área que engloba o município de Teresina, foi importada a delimitação georreferenciada do município, obtida junto ao site do IBGE. É possível destacar que as variações do NDVI para Teresina foi expressiva e responderam as modificações encontradas no município, principalmente ao que se refere a sua expansão urbana, a retirada de cobertura vegetal e às atividades ligadas ao setor imobiliário, sobretudo as que dizem respeito a extração de material para o setor de construção civil. Palavras-Chave: Índice de vegetação NDVI. Cobertura vegetal. Teresina-PI.

2 ABSTRACT Advances in remote sensing technologies, together with the development and/or improvement of theoretical and methodological models have been indispensable in science studies on the earth surface. These technological and theoretical means are used in order to read and interpret the environment and its dynamics in a systemic perspective with an effort to understand the earthly space and landscapes through the systemic links of study. The land imagery from satellites allows the acquisition of information about objects without direct physical contact, using sensors to collect energy from the object, convert it into possible signal to be recorded and presents it in an appropriate manner to the extraction information, provides a synoptic view of the terrain, leverages the spatial context to measure local natural and anthropogenic impacts and allows the monitoring or comparing different times of indicators of environmental quality as vegetation, enriching the knowledge of each site and its dynamics. The vegetation is an important indicator of environmental quality and can play the role of shading, filtering and dispersion of air pollution, noise control, solar protection of buildings, besides acting in reducing temperatures through the process of evapotranspiration and moisture retention in soil and air. Given its importance its mapping and monitoring with respect to responses to natural and social environmental factors, some of which are likely to be analyzed by means of satellite images is required. Thus, taking as study area the city of Teresina, this study aims to assess, on a time scale, the rate of vegetation cover in the municipality in question from the application of NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), correlating to urban sprawl the municipality. Teresina is located in the center-north of the state of Piauí and Mid-North Northeast Brazil, and its municipal seat (the state capital) located at geographical coordinates 'south latitude and 42 º 48' longitude west. Has a population of inhabitants. Thus, the construction of this work was given as follows: the acquisition of bibliographic, cartographic data and satellite images; organization and GIS images; reading and interpreting this material, and redaction. The NDVI was generated in ArcGIS 10.1 software, from the images of the Landsat series satellites. The selection occurred from the availability of catalogs of the National Institute for Space Research (INPE) and the United States Geological Survey (UGS) seeking to standardize the choice of images according to seasonality (dry period considered). Thus, we selected the images of September 1985 Landsat 5, another August 1999 Landsat 7 and September 2013 Landsat 8. The NDVI was prepared using the bands of red and near infrared images of the above and applying the NDVI = (pivp-pv) / (pivp + pv), where formula: pivp is the reflectance in the near infrared and pv is the red reflectance. The application of this formula is that the vegetation in the image is shown with values close to +1. To select the area that encompasses the city of Teresina, was imported the georeferenced boundaries of the municipality, obtained from the IBGE site. You can highlight the variations of NDVI to Teresina was expressive and answered the changes found in the city, especially when it comes to its urban sprawl, the removal of vegetation and activities related to real estate, especially those concerning the extraction material for the construction industry. Key words: Vegetation Index NDVI. Vegetation cover.teresina-pi. 1.INTRODUÇÃO O imageamento terrestre a partir de satélites permite a aquisição de informações sobre objetos sem contato físico direto, utilizando-se de sensores para coletar a energia proveniente do objeto, convertê-la em sinal possível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada à extração de informações, proporcionando uma visão sinóptica do terreno e ao mesmo tempo, aproveitando o contexto espacial para medir os impactos naturais e antrópicos locais e permitindo ainda o monitoramento ou a comparação entre tempos distintos, de indicadores de qualidade ambiental como a vegetação, enriquecendo o conhecimento de cada local e de sua dinâmica. A vegetação, por sua vez, se constitui num importante indicador de qualidade ambiental e desempenha papel fundamental no meio ambiente. É responsável por várias funções, como arborização, purificação do ar, distribuição de oxigênio, manutenção e recarga hídrica, fornecimento de matéria orgânica para os solos e de matéria-prima necessárias a realização de diversas atividades antropicas, etc. Dada a sua importância se faz necessário seu mapeamento e monitoramento com relação às respostas aos elementos ambientais naturais e sociais, sendo alguns deles possíveis de serem analisados por meio de imagens de satélites. Sendo assim e tomando como área de estudo o município de Teresina, este trabalho tem como objetivo avaliar, numa escala temporal, o índice de cobertura vegetal do município em questão a partir da aplicação do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), correlacionando à expansão urbana do município. 2.GEOTECNOLOGIAS APLICADAS AO ESTUDO DA VEGETAÇÃO Fundamentadas em modelos teórico-metodológicos diversificados, as pesquisas desenvolvidas sobre fitogeografia têm como objetivo a identificação, classificação e mapeamento de classes de vegetação, a caracterização

3 fisionômica, o monitoramento, o zoneamento e avaliação ambientais, a delimitação de áreas prioritárias á conservação e preservação ambientais, o estudo de sua dinâmica sistêmica e a arborização de áreas urbanas. Tratados botânicos, modelos de descrição e sistemas de classificação taxonômica de plantas, foram as primeiras formas de sistematização dos estudos da vegetação. Sua sistematização ocorreu por volta do século XIX. Eram e ainda são realizados em áreas amostrais no interior de comunidades vegetais, delimitadas previamente, através de inventários florísticos e fitossociológicos, tendo como parâmetros de estudo, estrutura, composição florística, dinâmica interna e externa, distribuição espacial, relações de dominância e frequência, funcionamento e densidade (FREITAS E MAGALHÃES, 2012; IBGE, 2012). A partir do século XX, de forma gradual, técnicas de sensoriamento remoto e Geoprocessamento foram incorporadas às metodologias de estudo da vegetação realizadas no Brasil. O uso dessas ferramentas permite, de acordo com o objetivo do trabalho, a exploração da vegetação em diferentes níveis de escala (local, regional, etc). Permite ainda, quantificar e analisar parâmetros que os inventários fitoflorísticos e sociológicos, embora sejam métodos eficazes e indispensáveis num estudo fitogeográfico, não dão conta de explicar. Na década de 1970, com base na análise e interpretação visual dos contrastes de tonalidade e textura apresentadas pelas diferenças de densidade dos conjuntos vegetacionais, Garcia et al.(1978) mapearam, a partir de imagens landsat e em escala de 1: , a cobertura vegetal da região Sul do Brasil. Sousa e Ponzoni (1998) realizaram estudo da relação entre o índice de área foliar e parâmetros dendrométricos numa floresta plantada de pinnus.os autores usaram técnicas de sensoriamento remoto para estimar o IAF. A análise das características de absorção eletromagnética dos dosséis vegetais por meio das geotecnologias é de fundamental importância para as pesquisas biogeográficas e podem ser associadas a outros dados do sensoriamento remoto para identificação de estresse de plantas, produtividade e outras variáveis híbridas da vegetação, (JENSEN, 2011). Além disso, aplicação das geotecnologias tem sido importante também para os estudos urbanos de avaliação da relação expansão urbana, e supressão de cobertura vegetal. Feitosa et al, (2011) classificaram imagens do satélite LandsatTM num intervalo de 20 anos, cruzando informações climáticas (campo térmico) com índice de áreas verdes e dados demográficos para estudar as consequências climáticas para cidade de Teresina, causadas pela relação expansão urbana e supressão da vegetação na cidade. Os estudos de vegetação atuais também têm dado ênfase ao levantamento dos índices de vegetação por NDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada), SAVI (Índice de Vegetação Ajustada ao Solo), EVI (Índice de Vegetação Melhorada), PVI (Índice de Vegetação Perpendicular) e outros, fazendo uso de dados obtidos por sensores remotos para analisar a relação de variáveis biofísicas das plantas com variáveis ambientais, geoquímicas ou antrôpicas para finalidades diversas, agricultura, monitoramento de queimadas e desmatamento, planejamento ambiental, reflorestamento, análise temporo-espacial da evolução ou supressão da vegetação, fragmentação da paisagem, etc. Almeida e Fontana (2009) compararam o desempenho dos índices de vegetação NDVI e PVI para avaliar as condições de crescimento da cultura da soja em diferentes sistemas de manejo. Boratto e Gomide (2013) utilizaram os índices de vegetação NDVI, SAVI e IAF com a finalidade de caracterizar a cobertura vegetal de uma região ao norte do Estado de Minas Gerais. Os autores realizaram os cálculos dos índices de vegetação a partir do processamento em SIG de imagens do satélite Landsat5TM. Barbosa (2006) gerou índices de vegetação NDVI, NDVI Green, NDVW, SAVI e TcapGreen a partir de imagens Landsat TM e IKONOSII para comparar a dados estimativos da biomassa e do carbono orgânico de uma planta herbácea nativa de uma área inundável na região da Amazônia central.a autora correlacionou dados das imagens índices de vegetação com dados biofísicos da planta, obtidos em campo e no laboratório. Os índices de vegetação são modelos matemáticos desenvolvidos para fins de avaliação da cobertura vegetal por meio da correlação entre o comportamento espectral dos alvos e parâmetros mensuráveis nos campos quantitativo e qualitativo (BARBOSA, 2006). Eles são obtidos pela combinação de valores de reflectância da copa ou dossel da vegetação coletados por espectrômetros imageador, nas faixas do cumprimento de ondas do visível e do infravermelho (JENSEN, 2011). A aplicação das técnicas de geotecnologias nos estudos de vegetação possibilita a análise das correlações entre parâmetros geofísicos do meio ambiente com os parâmetros biofísicos da vegetação como, a relação radiação-absorção eletromagnética, a área foliar, a biomassa e a cobertura do terreno (PONZONI et al, 2012) e auxilia na identificação de áreas a serem amostradas através dos inventários fitoflorísticos e sociológicos na fase de planejamento de campo da pesquisa. Isso é possível por que as imagens fornecidas pelos sensores remotos oferecem uma visão panorâmica e aeroespacial das regiões imageadas. Ao fazer uso delas, um biogeógrafo, por exemplo, tem condições de identificar conjuntos de plantas de uma mesma fisionomia, a partir da análise fisionômica e textural de seus dosséis e diferenciar manchas de vegetação de quaisquer outros objetos na paisagem, antes de ir a campo. Com base nesse mapeamento prévio, selecionar, de acordo com critérios metodológicos, os conjuntos vegetacionais a serem amostrados nos levantamentos observacionais e nos inventários fitoflorísticos. Além disso, as imagens fornecidas por sensores remotos permitem, ao mesmo tempo, observar e mapear a fragmentação da vegetação, quantificar a alteração de sua biomassa, através dos índices de vegetação ou da classificação de imagens por meio de aplicativos de geoprocessamento, em intervalos de tempos distintos e comparar

4 tais dados com outros mais indicadores de alteração da paisagem, gerados a partir dos mesmos procedimentos. É possível estudar, por exemplo, a evolução urbana de um município, correlacionando ás alterações nos índices de cobertura vegetal do município e vice-e-versa. 3.PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 3.1Área de Estudo O município de Teresina está localizado no Centro-Norte do estado do Piauí, na região denominada de Meio Norte do Brasil (Figura 1). A sede do município tem as coordenadas geográficas 5º05 12, de latitude Sul e 42º48 42 de longitude Oeste, na área da Bacia Hidrográfica do rio Parnaíba, mais especificamente na sua margem direita. Possui altitude média de 74,4 metros a cima do nível médio do mar. (BASTOS e ANDRADE JÚNIOR, 2008). Figura1: Localização do município de Teresina Organização e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014) Banco de dados: IBGE (senso 2010) O município ocupa uma área de km², 0,72% da área total do estado, com 176,32 km² (1736 ha) de área urbanizada. Tem uma população estimada de habitantes, sendo (IBGE, 2014). O município se destaca regionalmente por desempenhar a função política de capital de estado e pela oferta de serviços diversos, principalmente de saúde e educação. O setor terciário, constituído por atividades ligadas ao governo, comércio e prestação de serviços, enfaticamente relacionadas à educação, é a base da economia do município (VIANA, 2013). O clima é caracterizado como subúmido seco, quente e com excedente hídrico moderado no verão (BASTOS e ANDRADE JÚNIOR, 2008). O regime pluviométrico do município é condicionado pela atuação do sistema ZCIT (Zona de Convergência Intertropical) que atua na região durante o primeiro semestre do ano, provocando chuvas concentradas, principalmente entre os meses de janeiro e maio. Durante segundo semestre do ano as chuvas praticamente cessam, as poucas precipitações registradas são provocadas pela atuação dos Vórtices Ciclônicos (SILVA et al, 2013).Nesse período do ano também são registradas as maiores temperaturas e as menores taxas de umidade relativa do ar. Por está situado numa zona de transição de domínios morfoclimáticos, o município possui fitogeografia de transição (AB SABER, 2003) com alternâncias de padrões fitofisionômicos vegetacionais de vegetação úmida constituída por manchas de palmáceas e floresta arbórea, que aparecem de forma mais predominante no eixo que vai de norte a leste do município, vegetação arbórea-arbustiva composta por espécies típicas do cerrado e da caatinga, presentes, principalmente, a sudeste e de forma alternada com vegetação úmida de palmáceas no sul do município. A oeste, Teresina se limita ao estado do Maranhão. 3.2 Etapas de Construção do Trabalho

5 A parte teórica da realização deste trabalho contou com levantamentos bibliográficos em livros, artigos, dissertações, teses e documentos que abordam os temas de sensoriamento remoto da vegetação, NDVI, expansão urbana e as características ambientais e socioeconômicas de Teresina. Já os procedimentos práticos que possibilitaram o mapeamento de vegetação no município de Teresina foram realizados com imagens dos satélites Landsat 5, 7 e 8, conforme as referências de data e órbita-ponto apresentados na tabela 1. TABELA 1 IMAGENS DE SATÉLITES UTILIZADAS NESTE TRABALHO Data Sensor/Satélite Bandas Resolução espacial Óbita-ponto 04/09/1985 TM/Landsat 5 3, 4 e 5 30 metros /09/1985 TM/Landsat 5 3, 4 e 5 30 metros /07/2001 ETM/Landsat 7 3, 4 e 5 30 metros /07/2001 ETM/Landsat 7 3, 4 e 5 30 metros /10/2013 OLI/Landsat 8 4, 5 e 6 30 metros /10/2013 OLI/Landsat 8 4, 5 e 6 30 metros A fim de corrigir geometricamente as imagens foi efetuado para cada cena o seu registro pelo método de reamostragem do vizinho mais próximo no software Envi 4.5, à partir do Geocover GLS-Landsat 2005 com um erro médio quadrático (RMS) de 0,5 pixel, obtido junto ao catálogo de imagens do INPE (http://www.dgi.inpe.br/cdsr/). Para a geração de uma única imagem que cobrisse todo o município de Teresina foi necessário a elaboração de mosaicos das cenas e Esta etapa também foi feita no software Envi 4.5 e foi realizada para as bandas do Vermelho (0,63 a 0,69 µm, para o Landsat 5 e 7 e 0,64 0,67 para o Landsat 8), Infravermelho próximo (0,76 a 0,90 µm, para o Landsat 5 e 7 e 0,85 0,88 µm para o Landsat 8) e Infravermelho médio (1,55 a 1,75 µm, para o Landsat 5 e 7 e 1,57 1,65 µm para o Landsat 8). Após o pré-processamento das imagens foi aplicado o índice de vegetação utilizado no presente trabalho, o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), que foi elaborado no software ArcGis 10.1 utilizando as bandas do vermelho e infravermelho próximo das imagens de satélite supracitadas e aplicando a fórmula: NDVI=(pIVP-pV)/(pIVP+pV) Onde, pivp: valor da reflectância da banda no Infravermelho próximo pv: valor de reflectância da banda no vermelho Os valores de NDVI resultantes da operação acima apresentaram variação entre -1 e +1, que correspondem, respectivamente, à presença de vegetação com características de estresse hídrico ou áreas construídas e indícios de solo exposto, e uma vegetação mais vigorosa com valores positivos próximos a 1. Para selecionar a área que engloba Teresina/PI, foi importada a delimitação georreferenciada do município, obtida junto ao site do IBGE. 4.RESULTADOS E DISCUSSÕES Considerando os resultados obtidos através da aplicação do NDVI para o município de Teresina, os anos de 1985, 2001 e 2013 (figuras 2, 4 e 6), em primeira análise, é possível constatar, que houve ao longo de quase três décadas, mudanças significativas na paisagem do município. Estas mudanças provocaram a diminuição gradual de sua cobertura vegetal e ao mesmo tempo o aumento de áreas com edificações e outros tipos de uso da terra que resultaram na retirada total ou parcial da cobertura vegetal e na denudação e impermeabilização do solo. A interpretação visual das imagens NDVI, comparativamente ás imagens coloridas criadas para os respectivos anos, permite observar correspondências entre as feições apresentadas. Nota-se que as mesmas feições aparecem e se correspondem tanto na imagem NDVI quanto na composição colorida. As feições em tons avermelhados e amarelos indicam áreas onde houve a substituição parcial ou total da cobertura vegetal, para fins de implantação de projetos de urbanização e atividades a ela ligadas ou de atividades e ocupações do meio rural. Comparando as imagens, percebe-se crescimento expressivo dessas áreas, principalmente nos eixos norte, sul e sudeste do município, enquanto que os eixos leste e nordeste, aparentemente mantém maior concentração de cobertura vegetal. A imagem NDVI para o ano de1985 (figuras 2 e 3) mostra concentração urbana na confluência dos rios que drenam o município, Poti e Parnaíba, e sua expansão nos sentidos leste e sudeste. Nota-se que na porção oeste da imagem, onde se encontram os rios supracitados, os valores de NDVI estiveram entre -0,5 e -1, revelando assim, baixa

6 concentração de vegetação e que os mesmos valores foram detectados no eixo leste, destacando indícios de predomínio de áreas construídas.algumas feições avermelhadas já aparecem no eixo norte nordeste indicando a presença de áreas com pouca ou nenhuma biomassa. Numa análise da imagem como um todo, verifica-se que a vegetação, no ano de 1985, foi um fator relevante no município, porém destaca-se que o índice de vegetação NDVI não diferencia os tipos de cobertura vegetal e por isso, uso agrícola, mata nativa ou vegetação secundária, são mapeados segundo a mesma classificação. De acordo com o histograma gerado (figura3) a partir do índice aplicado verificou-se a maior concentração de pixels entre os valores positivos de 0 a 0,75, aproximadamente, corroborando com a análise visual de predominância vegetacional no município (figura 2).Na década de 1980 a maior parte área do município de Teresina apresentava índices vegetação de NDVI positivo, concentrados, principalmente, entre os valores 0,25 e 0,75, o que evidenciado na maior parte de área do município que se apresenta em tons verdeados, tanto na imagem NDVI como na composição colorida. Figura 2: Carta imagem de NDVI e composição colorida de imagem Landsat5 de 1985 Sistema de Coordenada: WGS84 UTM; Projeção Transversa de Mercator Banco de Dados: Imagem Landsat7 (INPE-1985); Organização e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014) Figura 2 - Histograma do NDVI de 1985 Organização e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014)

7 No de 2001 (Figura 4), se comparado ao ano de 1985 à área urbana do município dobrou sua extensão e seguiu orientada nas direções leste e sudeste. Houve o incremento de atividades agrícolas de subsistência e do agronegócio da cultura da cana voltada para o beneficiamento de açúcar e álcool. Essa atividade está concentrada no extremo norte do município. Região com predominância de floresta subcaducifolia mesclada de babaçu (Attaleyaspeciosa ou Orbygniamartiana) e outras espécies arbóreas de floresta. Houve também o incremento de atividades de extração mineral de areia, seixo, argila e massará que se concentram ao longo dos vales dos rios Parnaíba e Poti e em seu interflúvio.esses materiais são utilizados na construção civil (VIANA, 2013). A supressão da cobertura vegetal nestes locais é evidente. O índice de vegetação NDVI apresenta aumento considerável das feições em tons avermelhados e amarelos, se comparado ao ano de 1985, que caracteriza áreas com pouca ou nenhuma biomassa, e com solos expostos. De acordo com o histograma (figura 5) os valores com pixels negativos, aumentaram e ficaram entre -0,5 e -1.Por outro lado, o histograma também mostra concentração crescente entre os valores de pixel positivo 0,5 e 1. É importante ressaltar que nas áreas onde há extração de materiais minerais, quando inutilizadas por certo período, a vegetação recompõe a paisagem e noutros casos, essas áreas são ocupadas corpos d água (VIANA, 2013). Todavia, seguindo o mesmo padrão do ano de 1985, ao analisar a imagem como um todo, é possível afirmar seguramente que há predomínio de cobertura vegetal, uma vez que de acordo com o histograma (figura 5) os pixels com valores positivos entre 0,5 e 1 foram majoritários, ainda que tenha havido aumento no número de valores entre -1 e 0, indicando maior presença de indícios de áreas urbanizadas ou solos expostos. Figura 4: Carta de NDVI e composição colorida de 2001 Sistema de Coordenada: WGS84 UTM; Projeção Transversa de Mercator Banco de Dados: Imagem Landsat7 (INPE-2001); Organização e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014) Na carta imagem de NDVI do ano de 2013 (figura 6) é evidente o crescimento maior ainda do perímetro urbano de Teresina, porém, não só nos eixos leste e sudeste, mas também norte, nordeste e sul. Na porção sudeste do município, acompanhando as margens do rio Poti, notam-se pontos com total supressão de vegetação e valores negativos muito próximos a -1, porém com traçados regulares, dando indícios de áreas voltadas à agropecuária e a implantação de loteamentos e conjuntos habitacionais. Destaca-se também o extremo sul de Teresina, que nas duas imagens anteriores apresentava valores próximos a 1, porém em 2013 esses valores positivos diminuíram significativamente, tendo predomínio de pixels próximos a 0 ou negativos, revelando supressão de cobertura vegetal.a cobertura vegetal predominante é vegetação arbustiva menos densa de formação de caatinga e cerrado, o que também corrobora com índices de vegetação mais próximos de 0.Nessa

8 região do município, além da vegetação dominante apresentar menor porte e densidade, permitindo por vezes, exposição do solo, há áreas de extração mineral e de agropecuária. No que se refere ao histograma gerado a partir da aplicação do NDVI para o ano de 2013, nota-se que este seguiu o mesmo padrão apresentado em 2001, com diminuição do número de pixels nos intervalos positivos e aumento nos intervalos médios e negativos. Ou seja, na análise geral do município, pode-se inferir que sua cobertura vegetal passou por redução expressiva ao longo de 28 anos e que os usos urbanos e rurais cresceram consideravelmente, elevando os valores médios e negativos 0 a -1, com maior concentração entre os valores de 0 e -0,5. Figura 6: Carta de NDVI e composição colorida de 2013 Sistema de Coordenada: WGS84 UTM;Projeção Transversa de Mercator Banco de Dados: Imagem Landsat8 (USGS-2013) Organização e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014) Figura 7 - Histograma do NDVI de 2013 Organização e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014)

9 De modo geral o NDVI, para os anos analisados apresentou aumento de áreas com pouca ou nenhuma biomassa, o que permite afirmar com segurança que houve aumento das taxas de supressão da vegetação do município, principalmente como uma consequência da expansão urbana da cidade de Teresina. Em estudo recente, Feitosa et al(2011), constataram um aumento de 42,9 km² da área urbanizada do município entre ao nos de 1989 e 2009, que passou de 71,0 para 113,9 km², equivalente 62,33% de aumento.ao passo que a área coberta com vegetação teve um decréscimo de 48,3 km², equivalendo a 29,68% de redução.os autores também quantificaram as áreas com solo exposto e constataram aumento de 4,0 km² de áreas com denudação de solos. Viana (2013) mapeou o uso e ocupação do perímetro urbano de Teresina nos anos de 1985 e 2010 e constatou que a área ocupada com vegetação, arbórea e arbustiva em 1985, correspondia a 180,36 km², contra 56,62 km² de área antropizada e 3,58 de área com solo exposto. Em 2010 a área coberta por vegetação já havia sido reduzida para 124,23 km², sofrendo uma redução de 56,13 km² em 25 anos. Em contrapartida as áreas antropizada e com solo exposto cresceram 21,40 e 35,35 km², respectivamente. Os mapas a seguir (figuras 8 e 9), adaptados de Viana (2013), apresentam dados de evolução da expansão e vetores de crescimento urbano do município de Teresina. No mapa de evolução urbana da cidade Teresina é possível observar a evolução urbana do município de 1800 a O município apresentou maior expansão urbana a partir da década de O número de bairros e vilas criados a partir dos anos 80 é superior ao dobro de bairros existentes até os anos 70, o que com os valores apresentados pelos NDVIs e as imagens coloridas. Figura8: Mapa de Evolução Urbana da Cidade de Teresina Sistema de Coordenada: SAD69 UTM; Projeção Transversa de Mercator Banco de Dados: Teresina (2011); IBGE (2010). Fonte: Façanha (1998) apud Viana (2013) Adaptação e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014) Entre as décadas de 1950 e 1980, Teresina atraiu um grande número de habitantes do interior do estado e teve uma taxa de crescimento populacional superior a 5% ao ano. De acordo com Kallas (2008, p.74), a crescente população de Teresina se instalou inicialmente [...] pela zona Leste por meio da construção da ponte JK, acompanhado da zona Sudeste, levando a um maior crescimento de moradias populares. A década de 1970 foi marcada nacionalmente pelo milagre econômico que também orientou a política habitacional do país. Segundo o documento Piauí em Números, 8ª edição (2011) em Teresina, durante essa década, foram edificadas mais de unidades habitacionais, que abrigaram mais de pessoas, espraiando a cidade, já que estas residências foram construídas em áreas afastadas da malha urbana do período. Esse incentivo habitacional continuou ocorrendo, sendo que até o fim de 1980, com financiamento do BNH foram construídos em Teresina, 43 conjuntos habitacionais, com unidades residenciais. No fim da década de 90, com

10 recursos do FGTS e/ou promoção do Instituto de Orientação às Cooperativas Habitacionais INOCOOP foram construídos mais 24 conjuntos, com residências, e de 1995 a 2001, providenciados pelas COHAB-PI outros 22 conjuntos habitacionais construídos que incorporaram mais residências (MELO e BRUNA, 2008). Figura9:Mapa de vetores de crescimento urbano da cidade de Teresina Sistema de Coordenada: SAD69 UTM; Projeção Transversa de Mercator Banco de Dados: Teresina (2011); IBGE (2010); Imagem Landsat8ETM (USGS, 2013). Fonte: Façanha (1998) apud Viana (2013) Adaptação e geoprocessamento: Barbosa e Dorigon (2014) No mapa de vetores (figura 9) de tendência de crescimento de Teresina, aos quais foram atribuidos valores de baixa, média e alta tendência, é possível observar alta tendência de crescimento urbano nos eixos que vai das zonas noroeste, nordeste, leste e sudeste, média tendência nos eixos sul e centro sul-sudeste e baixa tendência no eixo centro leste-nordeste da cidade. Os dados apresentados nos dois mapas são condizentes com os resultados das imagens, que mostraram a expansão da mancha urbana do município e ao mesmo tempo, o aumento e concentração dos valores negativos de NDVI nessa região.uma consequência imediata da redução de biomassa no município é a alteração do clima local.feitosa et al (2011) constaram nessa região onde se concentra a mancha urbana de Teresina, elevação da temperatura do campo térmico da cidade entre os anos de 1989 e 2009.As maiores temperaturas foram registradas nas feições que representam áreas com edificações concentradas e compactadas, onde quase não tem espaço para vegetação.nessas áreas as temperaturas ficaram em média entre 27,5º e 37,5º C em 1989 e de 25º a 39ºC em 2009, com uma variação térmica de 10ºC em 1989 e de 14ºC em Para Amorim (2005), Carvalho (2001), a cobertura vegetal auxilia na melhoria da qualidade da atmosfera e desempenha papel importante na manutenção do equilíbrio climático, uma vez que, filtra grandes quantidades da radiação solar através da evapotranspiração, propicia resfriamento do ar adjacente e diminuição da temperatura. 5.CONSIDERAÇÕES FINAIS Este trabalho teve como área de estudo o município de Teresina e como objetivo avaliar, numa escala temporal, o índice de cobertura vegetal deste município fazendo correlação com seu processo de expansão urbana. A partir dos resultados obtidos é possível inferir que a expansão urbana da cidade de Teresina, somado ao

11 desenvolvimento de atividades agropecuárias e de mineração são os fatores responsáveis pela redução da biomassa no município de Teresina. Quando considerados, os resultados obtidos por Viana (2013) e Feitosa (2011) com os resultados dos NDVIs e das imagens coloridas constata-se correspondências e relações entre a redução dos índices de biomassa do município e consequentemente das áreas verdes, verificáveis nos índices de vegetação NDVI e nas imagens, com o aumento das áreas urbanas, usos agropecuários (agronegócio e subsistência) e de extração mineral. É possível inferir também que, esses fatores tornaram a paisagem do município bastante fragmentada. Heterogênea do ponto de vista paisagistico, mas homogênea quando se condera as feições urbanas e agropecuárias em suas formas retilíneas.a partir da análise dos resultados e da visão espacializada permitida pelo imageamento do satélite, não é difícil prever que nas próximas décadas, o processo de urbanização do município tende a expandir cada vez mais as fronteiras das áreas edificadas e daquelas destinadas a agropecuária e extração mineral, que são uma consequência imediata da elevação do mercado de consumo local. Em contrapartida, as áreas do município cobertas com vegetação tendem a diminuir cada vez mais e a dinâmica ambiental do município tende a sofrer alterações, principalmente no que diz respeito aos fatores climáticos.o município está situado numa região de altas temperaturas o ano todo e a supressão parcial ou total de sua cobertura vegetal tem como consequência imediata a elevação das temperaturas anuais, o aumento da sensação de calor e reduzição da umidade relativa do ar em nível local, o que é um fator preocupante, por que quanto maior for as áreas com superfícies de maior capacidade de retenção de calor, maior é a probabilidade de elevação das temperaturas locais no futuro. Do ponto de vista social, a vegetação é um fator de amenidades climáticas e causadora de sensação de bemestar térmico.cumpri funções fundamentais na dinâmica natural do meio ambiente, na recarga hídrica de reservatórios, lençóes freáticos e cursos d água, na proteção e fertilização do solo, no modelado do relevo, na manutenção e proteção da fauna, na purificação do ar, etc. 6.REFERÊNCIAS AB SABER, Aziz Nacib. Os domínios da natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. São Paulo: Ateliê Editorial, ALMEIDA, Tatiana Silva de; FONTANA, Denise Cybis.Desempenho do índices de vegetação NDVI e PVI para a cultura da soja em diferentes condições hídricas e de sistema de manejo do solo.in: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, XIV, Natal.Anais...São José dos Campos -SP:INPE;2007.p.17-22, 2009.Disponível em: AMORIM, M. C. C. T.. Intensidade e forma da ilha de calor urbana em Presidente Prudente/SP. Geosul (UFSC), UFSC - Florianópolis, v. 20, n.39, p , BARBOSA, Keillah Mara do Nascimento. Monitoramento espacial de biomassa e carbono orgânico da vegetação herbáciea de várzea na Amazonia Central f.tese (Doutorado em Ciências Florestais) Universidade Federal do Paraná, BASTOS, A. E.; ANDRADE JÚNIOR, A. S.. Boletim agrometeorológico de 2007 para o Município de Teresina, PI. Teresina: Embrapa Meio-Norte, BORATTO, Isa Maria de Paula; GOMIDE, Reinaldo Lúcio.Aplicação do índices de vegetação NDVI,SAVI e IAF na caracterização da cobertura vegetativa da região norte de Minas Gerais.In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, XVI, Foz do Iguaçu-PR.Anais...São José dos Campos -SP:INPE;2007.p , 2013.Disponível em: CARVALHO, Márcia M. Clima Urbano e vegetação: Estudo analítico e prospectivo do Parque das Dunas em Natal. (Dissertação de Mestrado apresentada de Pós-Graduação Stricto Sensu em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte). Natal, 2001 FEITOSA, Sonia Maria Ribeiro et al. Consequências da urbanização na vegetação e na temperatura da superfície de Teresina - Piaui. Revista da Sociedade Brasileira de Arborização Urbana, v. 6, p , FREITAS, Wellington Kiffer; MAGALHÃES, Luís Mauro Sampaio. Métodos e parâmetros para o estudo da vegetação com ênfase no estrato arbóreo. Revista Floresta e Ambiente. Rio de Janeiro; 19(4): p , 2012.

12 GARCIA, Irani Schonhofen et al.vegetação atual da região Sul.In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, I, Porto Alegre.Anais...São José dos Campos -SP:INPE;2007.p , 1978.Disponível em: IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico da vegetação brasileira. Rio de Janeiro: IBGE; (Série Manual Técnicos em Geociências n. 2).. Censo Disponível em: Acesso em: 04 jun Mapas digitais, Disponível em: Acesso em: nov INPE- Instituto de Pesquisas Espaciais. Imagens de satélite do Landasat5TM do dia 04/09/1985. Orbita/Ponto 219/063 e 064. Catálogo de imagens Disponível em: <http://www.dgi.inpe.br/cdsr/>. Acesso em: abr Imagens de satélite do Landasat7ETM do dia 07/08/2001. Orbita/Ponto 219/063 e 064. Catálogo de imagens Disponível em: <http://www.dgi.inpe.br/cdsr/>. Acesso em: abr JENSEN, John. R. (1949) Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. Tradução José Carlos Neves Epiphanio et al. São José dos Campos. SP KALLAS, L. M. E. Desenhando o clima e a vegetação: um estudo de caso do loteamento HBB em Teresina-PI p. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) Universidade de Brasília. Brasília, MELO C. de C. C. J.; G. C. B.. Desenvolvimento urbano e regional de Teresina, Piauí, Brasil e sua importância no atual quadro de influência na rede urbana regional no Brasil Anais do 1º Congresso de Desenvolvimento Regional de Cabo Verde. CEPRO. Fundação Centro de Pesquisas Econômicas e Sociais do Piauí. Piauí em números. Disponível em: aff9b5f5a6.pdf, acesso em: junho de PONZONI, F. J. ; SHIMABUKURO, Yosio Edemir ; Kuplich, T. M.. Sensoriamento Remoto da Vegetação. 2. ed. São Paulo: Oficina de Textos, v p. SILVA, et al.variabilidade Pluviométrica entre regimes diferenciados de precipitação no estado do Piauí.Revista Brasileira de Geografia Física.v.06, n.05.recife P SOUSA, Cláudia Linhares de; PONZONI, Flávio Jorge. Relação entre índice de área foliar, estimado através do sensoriamento remoto e parâmetros dendrométricos e floresta plantada de Pinnus SPP. In Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, IX, Santos-SP. Anais...São José dos Campos -SP:INPE;2007.p , 1998.Disponível em: VIANA, Bartira Araújo da Silva. Caracterização estratigráfica, química e mineralógica do massará e conflitos socioambientais associados a sua exploração em Teresina, PI, Brasil f.tese (Doutorado em Geografia) Universidade Federal de Minas Gerais, Instituto de Geociências, USGS. United States Geological Survey.Imagem Landsat8ETM do dia 03/10/2013.Orbita/Ponto-219/ Disponível em: de 2013.

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