Levantamento da Cobertura Vegetal Nativa do Bioma Mata Atlântica

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1 PROJETO DE CONSERVAÇÃO E UTILIZAÇÃO SUSTENTÁVEL DA DIVERSIDADE BIOLÓGICA BRASILEIRA - PROBIO Levantamento da Cobertura Vegetal Nativa do Bioma Mata Atlântica Relatório Final Edital PROBIO 03/2004 Instituição Proponente Instituto de Estudos Socioambientais do Sul da Bahia (IESB) Parcerias Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Grupo de Sensoriamento Remoto ESPAÇO) Departamento de Geografia da Universidade Federal Fluminense (UFF) Coordenação Administrativa Marcelo Henrique Siqueira Araújo / IESB Coordenação Técnica Carla Bernadete Madureira Cruz / UFRJ Raúl Sanchez Vicens / UFF Rio de Janeiro 31/01/2007

2 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 2/84 SUMÁRIO APRESENTAÇÃO DAS PARCERIAS 1. INTRODUÇÃO 2. OBJETIVOS Geral Específicos 3. INICIATIVAS DE MAPEAMENTO DO BIOMA MATA ATLÂNTICA 4. METODOLOGIA 4.1 Elaboração de Estratégia para Mapeamento 4.2 Equalização e Mosaico 4.3 Estruturação do DEM do SRTM e Geração do Mapa Hipsométrico 4.4 Classificação Digital Inventário dos mapeamentos temáticos disponíveis Segmentação Modelagem Orientada a Objetos 4.5 Análise Espacial de Dados Matriciais para detalhamento da Classificação 4.6 Validação do Mapeamento Final 4.7 Geração de Layout 5. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 7. EQUIPE TÉCNICA 8. ANEXOS

3 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 3/84 APRESENTAÇÃO DAS PARCERIAS As parcerias estabelecidas neste projeto envolvem o Instituto de Estudos Socioambientais do Sul da Bahia (IESB) como instituição proponente, à qual se atribui a Coordenação Geral e responsabilidades técnico-administrativas; o Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), através do Grupo de Sensoriamento Remoto ESPAÇO do Departamento de Geografia, responsável pela coordenação e execução técnica das atividades previstas; e o Departamento de Geografia da Universidade Federal Fluminense (UFF), que participou de forma conjunta da coordenação técnica do projeto. O IESB é uma organização não governamental de caráter técnico científico cuja missão é o desenvolvimento e aplicação de modelos de convivência equilibrada entre o homem e o ambiente natural. O IESB foi fundado em 1994, reunindo um grupo de pesquisadores, professores e estudantes da região Sul da Bahia, os quais já desenvolviam diversos trabalhos na área ambiental, especialmente voltados para conservação da biodiversidade. O Instituto de Geociências da UFRJ tem participado de projetos multidisciplinares de diferentes naturezas, considerando principalmente os que envolvem conhecimentos sobre as ciências da terra e sociais. Associado ao Departamento de Geografia deste Instituto tem-se o Grupo de Sensoriamento Remoto ESPAÇO, criado em 1994, cuja missão é pesquisar o uso de produtos e técnicas de Sensoriamento Remoto em estudos socioeconômicos e ambientais, formando recursos humanos no nível de graduação (bacharelado e licenciatura), pósgraduação e extensão. O Grupo também objetiva apoiar alunos, professores e demais grupos de pesquisa, privilegiando os aspectos multi e interdisciplinares necessários à compreensão do sistema ambiental. O LAGEF, Laboratório de Geografia Física vinculado ao Departamento de Geografia da UFF, desenvolve pesquisa na área ambiental como suporte ao ordenamento e gestão territorial utilizando tecnologias de Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas no levantamento e análise dos dados.

4 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 4/84 1. INTRODUÇÃO Dentre os biomas, a Mata Atlântica é atualmente considerada a mais ameaçada devido ao seu estado crítico nela se concentra cerca de 70% da população brasileira. Distribuído ao longo de mais de 23º de latitude (abrangendo 15 estados brasileiros das regiões sul, sudeste, centro-oeste e nordeste), este bioma é composto por uma série de fitofisionomias bastante diversificadas, determinadas pela proximidade da costa, relevo, tipos de solo e regimes pluviométricos. Essas características foram responsáveis pela evolução de um rico complexo biótico. Apesar da devastação acentuada, a Mata Atlântica ainda contém uma parcela significativa da diversidade biológica do Brasil, com altíssimos níveis de endemismo. É também abrigo para várias populações tradicionais e garante o abastecimento de água para mais de 120 milhões de brasileiros. Seus remanescentes regulam o fluxo dos mananciais hídricos, asseguram a fertilidade do solo, controlam o clima, protegem escarpas e encostas das serras, além de preservar um patrimônio histórico e cultural imenso (MMA, 1998). Em janeiro de 1996, em um Workshop Científico ocorrido em Belo Horizonte, foi colocada em discussão a legislação que definia a abrangência do bioma, uma vez que tramitava na época um anteprojeto que reduzia o Domínio da Mata Atlântica (DMA) apenas à formação florestal ombrófila densa. Nesse Workshop foi considerado adequado o Decreto 750/93 do DMA (baseado no mapa de vegetação do IBGE de 1993), propondo-se ainda diretrizes para uma política nacional sobre toda a região do bioma. A demanda por uma representação cartográfica dos principais biomas reconhecidos no território brasileiro resultou em uma aproximação entre o MMA e o IBGE para a produção do Mapa de Biomas do Brasil em 2004 (vide figura 1). Este mapa teve como referência o Mapa de Vegetação do Brasil na escala 1: de 1993 e estabeleceu como princípios básicos que cada bioma abrangesse áreas contínuas (observando condições de mapeabilidade), que as disjunções vegetacionais fossem incorporadas ao bioma dominante e que as áreas de contato fossem anexadas a um dos biomas confrontantes, tendo como critério a tipologia dominante.

5 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 5/84 Dessa forma foram considerados exclusivamente os biomas continentais do território brasileiro, assim denominados: Bioma Amazônia, Bioma Mata Atlântica, Bioma Caatinga, Bioma Cerrado, Bioma Pantanal e Bioma Pampa. A nomenclatura adotada levou em consideração as denominações tradicionalmente mais usuais e populares ligadas à fitogeografia brasileira (IBGE, 2004). O bioma Mata Atlântica detém uma grande diversidade ambiental, incorporando litologias do embasamento Pré-Cambriano, sedimentos da Figura 1: Mapa de Biomas Bacia do Paraná e sedimentos Cenozóicos. Estende-se por uma grande variedade de formas de relevo, abrangendo cadeias de montanhas, platôs, vales e planícies de toda a faixa continental atlântica leste brasileira. Diversas fisionomias vegetacionais conformam o bioma que é composto por florestas ombrófilas (densa, aberta e mista) e estacionais (semideciduais e deciduais). A Floresta Ombrófila Densa ocupa a maior área de ocorrência das florestas ombrófilas, com a maior distribuição latitudinal dentro do bioma. Presente em toda a faixa litorânea, desde o Rio Grande do Norte até o Rio Grande do Sul, está associada ao clima quente úmido costeiro das regiões sul-sudeste, sem período seco sistemático e com amplitudes térmicas amenizadas por influência marítima. A Floresta Ombrófila Mista ou mata de Araucária, como também é conhecida, possuía a segunda maior distribuição original das florestas ombrófilas, com ocorrências desde o sul de São Paulo até o Rio Grande do Sul e disjunções na Serra da Mantiqueira entre o sul de Minas Gerais e São Paulo. Atualmente restaram poucos e dispersos remanescentes nas serras do Mar e da Mantiqueira e no Planalto Meridional. A Floresta Ombrófila Aberta é a fisionomia vegetal menos representativa

6 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 6/84 do bioma e a segunda mais devastada, restando pouco mais de 9% da área original. Ocorre na faixa litorânea da Paraíba, Pernambuco e Alagoas, no nordeste/leste de Minas Gerais e centro sul do Espírito Santo. A distribuição original das Florestas Estacionais abrange regiões mais interiorizadas, afastadas da influência marítima, e que possuem, portanto, um clima mais sazonal. A Floresta Estacional Semidecidual é a fisionomia de maior distribuição original do bioma, ocorrendo em manchas isoladas no nordeste do país desde o Rio Grande do Norte até a Bahia; no Rio Grande do Sul; em grandes extensões na faixa leste abrangendo Minas Gerais, Espírito Santo e São Paulo; a oeste, no noroeste do Paraná, sul do Mato Grosso do Sul e oeste de São Paulo, se estendendo ainda numa estreita faixa pelo vale do Rio Paranaíba, na divisa de Goiás com Minas Gerais. É também considerada a fisionomia mais devastada do bioma restando pouco mais de 4% da sua distribuição original. A Floresta Estacional Decidual ocorre na Bahia e nordeste de Minas Gerais na faixa de transição com o Bioma Caatinga e no sul do país, no oeste de Santa Catarina, noroeste e centro do Rio Grande do Sul. Por causa de sua ocorrência geográfica peculiar, definida por áreas limítrofes com biomas mais temperados ou mais secos, apresenta inserções disjuntas da Estepe e da Savana-Estépica. As formações pioneiras estão representadas pelas restingas, manguezais e formações herbáceas hidromórficas (comunidades aluviais), cobrindo litologias quaternárias ao longo de todo o litoral e nos vales fluviais de maior porte. Já as comunidades relíquias, que compõem os refúgios vegetacionais, têm sua maior expressão nos campos de altitudes que cobrem montanhas altas de maciços como Itatiaia, Serra do Caparaó e Serra da Bocaina. Os encraves e áreas de contato aparecem em toda a extensão do bioma, ocorrendo disjunções Savana próximo ao litoral do nordeste, entre a foz do Rio São Francisco e Salvador, em Minas Gerais, São Paulo e sul do Mato Grosso do Sul e no Planalto Meridional, desde o Paraná até o Rio Grande do Sul. Fisionomias de Savana-Estépica aparecem em pequenas disjunções no nordeste de Minas Gerais.

7 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 7/84 2. OBJETIVOS 2.1 GERAL O objetivo principal deste projeto consiste na elaboração do mapeamento, em meso escala de detalhamento (1: ), da cobertura vegetal nativa, florestal e não florestal, descriminando as diferentes fitofisionomias, bem como de outros usos e cobertura (especificados no edital) existentes na área de distribuição do bioma Mata Atlântica e ecossistemas associados. 2.2 ESPECÍFICOS Especificamente, objetivou-se: Diagnóstico final das iniciativas existentes de mapeamento da Mata Atlântica, consideradas relevantes à escala 1: representadas em um mapa índice na escala 1: ; Elaboração do Mapa Zero; Efetuação de um Plano Estratégico para mapeamento da Mata Atlântica; Elaboração das cartas-imagem; Estruturação do Modelo Digital de Elevação (DEM) a partir de dados gratuitos do SRTM e Geração do Mapa Hipsométrico; Mapeamento temático por processamento digital de imagens de satélite dos remanescentes da Mata Atlântica e das áreas antropizadas especificadas no Edital, descriminando as diferentes fitofisionomias de acordo com padronização do Sistema de Classificação da Vegetação Brasileira / IBGE de 1992; Compatibilização final com demais biomas. 3. INICIATIVAS DE MAPEAMENTO DO BIOMA MATA ATLÂNTICA Dentre todos os biomas brasileiros, a Mata Atlântica tem sido, historicamente, o mais mapeado, seja pela sua relevância ambiental, seja pela descaracterização sofrida ao longo dos anos, na qualidade de palco dos primeiros e principais episódios da colonização e ciclos de desenvolvimento do país. O primeiro Workshop realizado especificamente sobre a Mata Atlântica e seus ecossistemas ocorreu em 1990, em Atibaia/SP, contando com 40 especialistas e

8 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 8/84 pesquisadores em conservação do Brasil. Esse evento, organizado pela Fundação SOS Mata Atlântica, teve como um de seus resultados o estabelecimento da conceituação do Domínio Mata Atlântica (DMA). Nessa conceituação tomou-se como referência o mapa de vegetação do IBGE de 1988 no que dizia respeito à área territorial, incluindo os ecossistemas associados como ilhas oceânicas, restingas, manguezais, campos de altitude, e encraves de campos rupestres e cerrados no sudeste brasileiro. Atendendo aos limites estabelecidos para o Domínio da Mata Atlântica foi gerada a maior referência de mapeamento dos remanescentes florestais e ecossistemas associados de toda a área do bioma: o Atlas da Fundação SOS Mata Atlântica em parceria com o INPE. Esses dados vêm sendo produzidos desde os anos 90, quando foram publicados os Atlas da Evolução dos Remanescentes Florestais e Ecossistemas Associados no Domínio da Mata Atlântica, correspondentes aos períodos de e Ambos mapeamentos foram realizados a partir da análise de imagens TM/Landsat, abrangendo as áreas do domínio da Mata Atlântica em dez Estados, da Bahia ao Rio Grande do Sul, na escala 1: Aprimorando cada vez mais sua escala de estudo, estes mapeamentos tem oferecido atualmente informações em 1:50.000, fornecendo dados por municípios que se encontram total ou parcialmente na área do bioma. Com estas mesmas características foram divulgados, mais recentemente, os Atlas de Remanescentes correspondentes aos períodos de e (www.sosmatatlantica.org.br). Muitos outros projetos de mapeamento têm sido desenvolvidos em áreas específicas do bioma, resultado do trabalho de instituições acadêmicas e de pesquisa, dos governos estaduais e de Organizações Não-Governamentais. Embora estas iniciativas não abranjam toda a área de distribuição da Mata Atlântica, eles se destacam pela escala do mapeamento ou pelo nível de detalhamento da legenda. Outra característica destas iniciativas é que a grande maioria está concentrada nas regiões Sul e Sudeste do Brasil. Na região Nordeste, os principais mapeamentos estão sendo gerados pela Sociedade Nordestina de Ecologia (SNE), junto aos governos estaduais, com apoio financeiro do SBF/MMA e em parceria com a rede de ONG s, a SEMARH, a SUDEMA e a Reserva da Biosfera da MAB-UNESCO.

9 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 9/84 São vários os levantamentos da vegetação referentes à região Sul do país. No Rio Grande do Sul, o Inventário Florestal Contínuo tem como objetivo principal fornecer, periodicamente (de 5 em 5 anos), informações atualizadas, suficientes e confiáveis sobre o estado dos recursos florestais e suas mudanças com o tempo, para embasar a definição de políticas florestais, a administração de recursos florestais e a elaboração de planos estratégicos, de curto e longo prazos, para o desenvolvimento e uso das florestas do Estado. Nos Estados de Santa Catarina e Paraná, merecem destaque os Atlas de Vegetação de ambos Estados, desenvolvidos respectivamente pela Fundação do Meio Ambiente de Santa Catarina-FATMA, em 1993, e pela Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Paraná em Neste último Estado, cabe ressaltar o mapeamento dos remanescentes das florestas com Araucária, em diferentes estágios sucessionais e o mapeamento da cobertura vegetal dentro da área de trabalho do PRÓ-ATLÂNTICA (Programa Proteção da Floresta Atlântica do Paraná) - Litoral, Serra do Mar e Vale do Ribeira. Na região Sudeste são muitas também as iniciativas de mapeamento, podendose citar os projetos desenvolvidos pela Fundação CIDE com apoio do Governo do Estado do Rio de Janeiro e o Mapa de Uso do Solo e Cobertura Vegetal do Estado de São Paulo, executado pelo Instituto Florestal de São Paulo / Secretaria de Meio Ambiente, com apoio financeiro da FAPESP (Programa BIOTA). Muitas outras iniciativas envolvendo o mapeamento da cobertura vegetal da Mata Atlântica têm sido implementadas com o intuito de atender a outros interesses, como a indicação de áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade e projetos de corredores ecológicos. Ao final de 1993 realizou-se o Workshop Áreas Prioritárias para a Conservação da Mata Atlântica do Nordeste, desenvolvido pela Conservation International (CI) do Brasil, Fundação Biodiversitas e a Sociedade Nordestina de Ecologia (SNE). Seu objetivo principal foi identificar áreas prioritárias para a conservação envolvendo a formação florestal ombrófila densa, ombrófila aberta, estacional decidual e semidecidual, brejos nordestinos e as florestas das serras úmidas nordestinas, mais notadamente do Ceará. Um grande evento que contou com a participação de diversos especialistas e pesquisadores do bioma, em 2000, objetivou a produção do Relatório Técnico

10 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 10/84 Avaliação das Ações Prioritárias para a Conservação da Biodiversidade da Mata Atlântica e Campos Sulinos que buscou a definição de áreas prioritárias para a conservação, além de discutir estratégias para a sua preservação e uso sustentável. Uma outra iniciativa importante é o mapeamento, na escala 1: , da cobertura vegetal e uso do solo executado pelo IESB em parceria com a Conservation International do Brasil e com apoio do PROBIO/MMA, CNPq e GEF, que objetivou o desenvolvimento de estratégias para a implementação do corredor de biodiversidade da Mata Atlântica do sul do Bahia. Já no litoral Norte do Estado, um levantamento na mesma escala foi realizado pelo Centro de Recursos Ambientais CRA da Bahia, com apoio do Governo do Estado e do MMA, como parte da revisão do diagnóstico socioambiental da região. O edital 03/2004 lançado pelo Ministério do Meio Ambiente para mapeamento, na escala 1: , da cobertura vegetal nativa e o uso atual do solo nas áreas alteradas dentro do bioma Mata Atlântica, teve também como objetivo a incorporação em seu banco de dados das iniciativas desenvolvidas por outras instituições e entidades dentro do bioma, promovendo a integração dos esforços no sentido de informar e monitorar o estado atual de conservação de um dos biomas mais ameaçados do planeta. Em anexo, o relatório detalhado do material analisado. O mapa zero se limitou à reunião do material referente às iniciativas que foram disponibilizadas em meio digital. 4. METODOLOGIA Não há dúvidas quanto à relevância do uso das geotecnologias, como o Sensoriamento Remoto (SR) e os Sistemas de Informações Geográficas (SIG), na geração e atualização de mapeamentos diversos sejam referenciados à cartografia de base ou à temática. Dentre os últimos, o de maior demanda consiste no de uso do solo e cobertura vegetal, bastante usado em variados estudos por sua alta correlação com diferentes temáticas. Quanto maior a área a ser representada, mais complexa se faz a estratégia a ser implementada, que é dependente da adoção de formas de aquisição de dados/informações à distância. Surgem aí as diferentes

11 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 11/84 técnicas de sensoriamento remoto, dentre as quais as mais usuais têm sido as ancoradas em plataformas orbitais, ou satélites. No caso do mapeamento da cobertura vegetal e uso do solo da área de abrangência do bioma Mata Atlântica foi necessário o processamento de quase uma centena de imagens de satélites. Sendo um mapeamento em meso-escala (1: ), adequado para áreas de grande abrangência, foi indicada a adoção de cenas do satélite Landsat 7, sensor ETM+, cuja resolução espacial é de 30m (o que significa que o menor detalhe capturado pelo sensor compreende uma área de 30mx30m, ou 900m 2 ). O ano base selecionado para o mapeamento foi 2002, com uma flexibilização de mais ou menos um ano, definindo-se desta forma o intervalo ideal para seleção de cenas entre 2001 e Esta definição foi única para todos os biomas brasileiros, de forma a se poder integrar o mapeamento final dos mesmos. Apesar desta flexibilização, ainda assim foi impossível se conseguir uma cobertura sem a influência de nuvens para toda a área do bioma, principalmente por causa da região Nordeste. Ao final, optou-se pela solução de se utilizar 96 cenas distribuídas num intervalo contínuo de seis anos. Na distribuição apresentada na tabela 1 é possível constatar que 72% das cenas correspondem ao intervalo , meta inicial do projeto. No mapeamento do Nordeste, área de maior concentração de nuvens (principalmente na porção acima de Salvador), foram utilizadas ainda uma cena SPOT 4 de 2004 e 5 cenas CCD/CBERS de 2005, todas com resolução espacial de 20m. As 90 cenas restantes foram do ETM/Landsat, conforme o especificado anteriormente. Permaneceu ainda um percentual pequeno de áreas com nuvens (vide figura 2). Tabela 1: Distribuição temporal das cenas Total de % de Ano imagens imagens , , , ,8

12 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 12/ , , ,2 Total ,0 Figura 2: Articulação de cenas Landsat 7 A proposta metodológica aqui apresentada é justificada pelas dimensões da área, km 2 (IBGE, 2006) e pela complexidade da legenda final, que foi trabalhada através do estabelecimento de uma hierarquia e agrupamento de classes, de forma a atender ao Sistema Fisionômico-Ecológico de Classificação segundo o Manual Técnico de Vegetação do IBGE (1992). 4.1 Elaboração de Estratégia para Mapeamento A análise do material levantado relativo às iniciativas de mapeamento disponibilizadas contribuiu para a elaboração de uma estratégia que visou à

13 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 13/84 identificação de áreas prioritárias para um maior reconhecimento através de trabalhos de campo. As dimensões da área e os exíguos recursos financeiros e prazo de execução para o mapeamento nortearam a definição de uma estratégia otimizada de campo. Dividiu-se o bioma em 12 áreas (conforme mapa apresentado na figura 3) considerando-se como logística fundamental a proximidade de um grande centro, pólo destino de trechos aéreos e acessibilidade interna. Para cada uma destas aéreas, o deslocamento foi efetuado via terrestre através da locação de carros. Cada campo teve a duração de 7/8 dias e foi composto por uma equipe de 3/4 pessoas. Uma análise cuidadosa do mosaico de imagens de cada área possibilitou a definição de trajetos otimizados que atravessassem a maior diversidade geomorfológica e que se aproximassem dos principais padrões de resposta espectral diferenciados (vide figura 4). Desta forma, adotou-se uma amostragem aleatória estratificada, com uma coleta média de 1000 pontos por área. Para cada expedição de campo preparou-se cadernos com imagens projetadas na escala 1: e analisou-se o que existia de melhor informação sobre as condições e traçado do sistema viário. Figura 3: Divisão de áreas para trabalhos de campo.

14 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 14/84 Figura 4: Trajeto de campo (exemplo da folha SF-24). 4.2 Equalização e Mosaico De modo a minimizar problemas radiométricos entre as imagens de datas diferentes, obtidas normalmente em condições atmosféricas distintas, foram efetuadas operações de equalização radiométrica, uniformizando assim as respostas espectrais obtidas para alvos iguais. Para tal, adotou-se o sistema PCI OrthoEngine, disponível no Grupo de Sensoriamento Remoto ESPAÇO do Instituto de Geociências / UFRJ. Optou-se pela técnica automatizada de escolha da linha de corte para ligação entre cenas (vide figura 5). Com as imagens equalizadas geraram-se mosaicos por cada banda e em composição colorida 5R4G3B. O recorte destes mosaicos atende aos limites das folhas da Carta Internacional ao Milionésimo (CIM), 6º x 4º (coincidentes com os fusos UTM, em um total de 5) que abrangem a área, georreferenciados no Sistema UTM, Datum SAD-69. Algumas destas folhas, como é o caso da SG-22, SF-22 e SF- 23, muito grandes, chegaram a abranger 18 cenas do Landsat nas operações de equalização e mosaico. A figura 6 apresenta o esquema de articulação de folhas na escala 1: que abrangem o bioma Mata Atlântica.

15 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 15/84 Figura 5: Equalização e mosaico de imagens Como a variação de data e condições atmosféricas foi muito grande nem sempre os resultados foram considerados satisfatórios. Os problemas relativos à cobertura de nuvens também dificultaram bastante esta etapa. Os mosaicos compõem parte dos resultados intermediários solicitados no edital. Figura 6: Esquema de articulação das folhas 1: que abrangem o bioma Mata Atlântica

16 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 16/ Estruturação do DEM do SRTM e Geração do Mapa Hipsométrico A obtenção do DEM (Modelo Digital de Elevação), que em geral esteve associada à digitalização das curvas de nível e pontos cotados (oriundos, normalmente das bases cartográficas oficiais) para posterior modelagem digital, pode agora, para algumas aplicações em média resolução, se dar a partir dos arquivos oriundos dos dados do SRTM, disponíveis na Internet gratuitamente, para toda a América Latina e grande parte do mundo. O SRTM não é o nome de um satélite, mas de uma missão espacial liderada pela NASA com parceria das agências espaciais da Alemanha (DLR) e Itália (ASI), realizada durante 11 dias do mês de fevereiro de 2000 visando gerar um modelo digital de elevação quase-global. Corresponde a um radar (SAR) a bordo do ônibus espacial Endeavour, que adquiriu dados sobre mais de 80% da superfície terrestre, nas bandas C e X, fazendo uso da técnica de interferometria. Nesta técnica a altitude é obtida através da medição da diferença de fase entre duas imagens radar sobre um mesmo local na Terra (CCRS, 2004), e oferece melhores resultados do que através de estereoscopia. Os DEMs relativos à banda C estão sendo distribuídos pela NASA (ftp://edcsgs9.cr.usgs.gov/pub/data/srtm/south_america/), já se encontrando disponíveis gratuitamente para as Américas do Sul e do Norte, com resolução espacial de aproximadamente 90 x 90 metros, que já atende à escala final 1: Os dados relativos à banda X estão sendo processados e distribuídos pelo DLR Centro Aeroespacial Alemão (JPL, 2004). Os arquivos com extensão HGT compactados cobrem áreas de 1º por 1º no terreno, sendo as mesmas referenciadas por seu canto inferior esquerdo em coordenadas geográficas (ex: S23W043.hgt.zip). Cada arquivo tem aproximadamente uma linha e uma coluna de sobreposição com os arquivos correspondentes a áreas de sua vizinhança. O sistema de projeção utilizado é chamado cotidianamente de geográfico e o datum considerado, o WGS84, sendo as altitudes dadas em metro. A figura 7 apresenta o esquema de articulação dos arquivos adotados enquanto a figura 8 mostra um exemplo de um recorte do DEM e do mapa hipsométrico gerado.

17 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 17/84 Para eliminar valores negativos nas imediações do mar foi utilizado o programa gratuito Blackart que converte tais valores para zero. Para o caso de áreas com ausência de dado foram realizadas interpolações através do programa SRTMFill, também gratuito. O mosaico e conversão de projeção foram realizados no sistema Orthoengine do PCI Geomatica TM (versão 9.0), usando-se a função de mosaico manual. Antes, porém, realizou-se a conversão dos formatos HGT para Geotiff, sem perdas dos valores de elevação, através do software 3DEM. Os mosaicos finais acompanharão os sub-sets gerados para as imagens, de modo a facilitar a classificação. Tais mosaicos foram classificados de acordo com os limiares estabelecidos no RADAM para a identificação das feições fitofisionômicas (Ex: Floresta Ombrófila Densa Montana em altitudes acima de 600m e Submontana entre 300 e 600m; IBGE, 1992), gerando mapas temáticos hipsométricos para a escala 1: Figura 7: Articulação de arquivos DEM do SRTM

18 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 18/84 Figura 8: Mapa hipsométrico e arquivo original do DEM do SRTM 4.4 Classificação Digital Para a classificação digital das imagens de sensoriamento remoto, visando o mapeamento das fitofisionomias do bioma Mata Atlântica, adotou-se uma análise orientada a objetos implementada no ecognition. As diferenças básicas no método proposto, principalmente quando comparado com as análises orientadas a pixels, está no fato que a classificação realizada pelo ecognition utiliza imagens de objetos extraídos previamente através de segmentação, além de informação adicional derivada de imagens-objetos correspondentes às propriedades dos objetos, tais como: tonalidade, forma, textura, área, contexto e informações temáticas Inventário dos mapeamentos temáticos disponíveis Como o presente projeto seguiu o sistema de classificação fisionômicoecológico da Mata Atlântica de Veloso et al. (1991), as informações temáticas foram consideradas de grande importância na chave de classificação das formações vegetacionais. Para estruturação das principais classes, subclasses e fitofisionomias foram utilizados, sempre que possível, critérios litológicos, geomorfológicos (altimetria e formas de relevo) e edáficos.

19 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 19/84 Como o ecognition controla os limiares de heterogeneidade na segmentação segundo a escala espacial, a estrutura hierárquica da classificação da vegetação é mantida em imagens-objetos isoladas, para as quais é possível extrair valores das informações temáticas armazenadas. A estrutura hierárquica estabelecida na segmentação e a análise em multiresolução do ecognition permitem a compilação de dados temáticos em diferentes escalas cartográficas. Assim, levantamentos temáticos existentes foram, quando possível, armazenados e reclassificados segundo os critérios utilizados na chave de classificação da vegetação. Para tal digitalizou-se os mapas temáticos geomorfologia, solo e geologia do RADAM, na escala 1: (vide figura 9). No caso das áreas com lacuna (volumes não publicados) digitalizou-se as folhas de serviço do RADAM, que conseguiram ser resgatadas pelo IBGE, na escala 1: Figura 9: Temáticos digitalizados do RADAM em 1: Segmentação A segmentação constitui o primeiro processo na análise orientada a objetos, a partir do qual são geradas regiões homogêneas entendidas como o conjunto de pixels contíguos que se espalham bidimensionalmente e que apresentam uniformidade. A segmentação com múltiplas variáveis pode utilizar todos os layers de dados disponíveis ou um sub-set específico de dados, onde a ponderação individual de cada layer acompanha a dinâmica e a correlação entre as variáveis. A segmentação no ecognition é realizada através de uma técnica de crescimento de regiões a partir da rotulação inicial de cada pixel como uma região distinta ou objeto, os quais vão sendo sucessivamente fundidos em objetos maiores segundo critérios

20 IESB - IGEO/UFRJ - UFF 20/84 de similaridade. O algoritmo utilizado é essencialmente um procedimento de otimização heurística o qual minimiza a heterogeneidade média dos objetos da imagem para uma determinada resolução de toda a cena. O limiar de crescimento das regiões é estabelecido pelo parâmetro escala, previamente definido, o qual delimita o máximo de heterogeneidade permitido para os objetos. Para um determinado parâmetro de escala, o tamanho resultante dos objetos dependerá das características dos dados utilizados na segmentação, mas em geral, quanto maior a escala, maior o tamanho dos objetos (vide figura 10). Figura 10: Diferentes níveis de segmentação No ecognition, após a segmentação, todos os objetos da imagem reconhecem seus vizinhos, o qual constitui uma importante informação de contexto nas análises seguintes. Igualmente, para repetidas segmentações com parâmetros de escala diferentes, os objetos reconhecem os super-objetos nos quais se fundem, gerados a maiores escalas, e os sub-objetos nos que se dividem, gerados com um parâmetro de escala menor.

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