ANÁLISE DE ÁREAS DEGRADADAS NO MUNICÍPIO DE ILHA SOLTEIRA - SP, UTILIZANDO IMAGENS DO SENSOR TM LANDAST 5

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1 ANÁLISE DE ÁREAS DEGRADADAS NO MUNICÍPIO DE ILHA SOLTEIRA - SP, UTILIZANDO IMAGENS DO SENSOR TM LANDAST 5 Fabiano Barbosa dos Santos 1, Heliofábio Barros Gomes 2, Lucas Barbosa Cavalcante 3, Maurílio Neemias dos Santos 4, Sâmara dos Santos Silva 5, Laurizio Emanuel Ribeiro Alves 6 1 MSc em Meteorologia, ICAT/ UFAL, Maceió-AL, 2 Meteorologista, Professor Adjunto III. ICAT/ UFAL, Maceió-AL, 3 Engº Agrimensor, Mestrando em Meteorologia, ICAT/UFAL, Maceió-AL, 4 Meteorologista, Instituto de Ciências Atmosféricas,ICAT/ UFAL, Maceió-AL, 5 Meteorologista, Instituto de Ciências Atmosféricas,ICAT/ UFAL, Maceió-AL, 6 Meteorologista, Instituto de Ciências Atmosféricas,ICAT/ UFAL, Maceió-AL, RESUMO: Este trabalho teve como principal objetivo identificar pontualmente, locais que sofreram degradações ambientais no município de Ilha Solteira no Estado de São Paulo. Diversos aspectos contribuem para o acontecimento dessa degradação, tais como o uso e ocupação, que alteram drasticamente a qualidade do solo, além dos processos erosivos naturais. Esses fatores resultam em impactos econômicos para o município, pois incide na qualidade química, física e biológica do solo. Um dos pontos fortes da economia da região é a indústria, o que causa uma redução na predominância de pastagem na vegetação devido ao crescimento industrial. Aplicando um parâmetro de análise de vegetação combinados com técnicas de geoprocessamento, por meio do tratamento de imagens de satélite, foi possível identificar as regiões que sofreram alterações em sua superfície. Para realizar este procedimento, foram coletadas imagens de média resolução do sensor Thematic Mapper a bordo do satélite Landsat 5, no período de estiagem, com o intuito de confeccionar mapas temáticos pontuais do índice de vegetação por diferença normalizada. PALAVRAS-CHAVE: vegetação, mapas temáticos, geoprocessamento. INTRODUÇÃO: Vegetações degradadas refletem drasticamente na economia da região além de interferir de forma significativa no meio ambiente. Pequenos produtores, sem considerável poder aquisitivo e sem informação adequada são os maiores prejudicados devido ao manuseio incorreto do solo. No ponto de vista ambiental, os processos erosivos naturais e antrópicos, influem seriamente na estrutura biológica, química e física do solo, ocasionando diversas consequências, tais como o aumento da temperatura da superfície em uma escala micrometeorologica (SOUZA, 2013). O IVDN (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada) indicador adimensional da densidade da vegetação, resultante da combinação de duas bandas (correspondentes a reflectância do infravermelho próximo e do vermelho), encobrindo de forma parcial efeitos de presença dos constituintes atmosféricos e perturbações radiométricas e geométricas (HOLBEN,1986). No decorrer dos anos, mesmo com muitos índices de vegetação existentes, o IVDN é o que apresenta melhores resultados em termos de monitoramento da densidade e vigor da vegetação (COSTA FILHO et al., 2007). Diante do que foi apresentado, o objetivo principal deste estudo é analisar pontualmente as áreas que sofreram degradações em uma variação temporal de seis anos no período de estiagem, utilizando a modificação na vegetação como parâmetro de qualidade ambiental, para identificar estas regiões. MATERIAL E MÉTODOS: A área de estudo é o município de Ilha Solteira, localizado no Estado de São Paulo (Figura 1), banhada pelos rios Tietê, Paraná e São José dos Dourados. Possui uma área de aproximadamente 660,00 km 2, possui uma densidade demográfica de 38,42 hab/km 2, segundo dados do IBGE. Utilizando a classificação climática de Köppen, este município apresenta um clima subtropical úmido, do tipo Aw, caracterizado no período de verão como quente e úmido e no período de inverno como seco e ameno (ROLIM et al., 2007). A maior parte da vegetação natural do município foi eliminada durante a ocupação das áreas, atualmente representada como pastagens (campos antrópicos) a principal cobertura do solo (SILVA, ALTIMARE, & LIMA, 2006). 69

2 Figura 1 Mapa da região de estudo, o município de Ilha Solteira no estado de São Paulo. O desenvolvimento foi realizado por meio do processamento de duas imagens compostas por sete bandas (seis faixas reflexivas e uma térmica), coletadas do sensor TM (Thematic Mapper) a bordo do satélite Landsat 5, referentes aos dias 12/06/2005 e 28/05/2011, apresentadas na figura 2 em composição RGB (vermelho, verde e azul). As imagens captadas possuem uma diferença temporal de aproximadamente seis anos, selecionadas no período seco, devido à ausência de nuvens e chuvas ocorridas, para que não ocorra distorção nos resultados. Figura 2 Mapa da região de estudo, apresentada em composição RGB. Após a coleta da cena correspondente a órbita 222 e ponto 74, Datum WGS 84 e projeção cartográfica em UTM (Universal Transversa de Mercator), foi realizado o georreferenciamento das imagens e o recorte da região de estudo, utilizando uma malha digital, nessa respectiva ordem. Para realizar o processamento de imagens foi aplicado o algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) na ferramenta Model Maker do software Erdas 9.1. As etapas apresentadas a seguir correspondem ao desenvolvimento do algoritmo. 70

3 1- Calibração Radiométrica A etapa inicial realiza a calibração radiométrica, ou seja, a conversão dos números digitais em radiância espectral monocromática utilizando a expressão de Chander e Marham (2003). L L máx, b mín, b L, b Lmín, b ND O sub-índice (λ) apresentado varia de 1 a 7 correspondente a cada banda do satélite TM-Landsat 5. Os termos L mín e L máx são as radiâncias mínima e máxima respectivas a cada banda e ND (Número Digital) indica cada pixel para as respectivas bandas. 2 - Reflectância Monocromatica Essa etapa é determinada por meio da razão entre o fluxo de radiação solar refletida e o fluxo de radiação solar incidente para cada banda (ALLEN et al., 2002), b 255. L, b K.cos Z. d L λ,b é a calibração radiométrica para cada banda λ calculada na primeira etapa do algoritmo, K λ é a Irradiância Espectral no topo da atmosfera relacionada a respectiva banda λ do Sensor TM-Landsat IVDN (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada) Este índice é um indicador da quantidade de vegetação verde, obtido por meio da razão da soma e da diferença do infravermelho próximo e do vermelho (ALLEN et al., 2002) IV V IVDN IV ρ IV e ρ V são as reflectâncias das bandas 4 e 3 do sensor TM-Landsat 5. Após a aplicação do algoritmo, foi realizada uma classificação de imagens de acordo com a metodologia de Chagas et al. (2008), agrupando os intervalos do índice de vegetação com a densidade de vegetação, como mostra a tabela 1. De acordo com os intervalos de classificação apresentados nesta tabela foram gerados os mapas temáticos de degradação. Tabela 1 - Relação entre os valores do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada e a degradação do solo. IVDN Classes de Vegetação Classes de Degradação 0,00-0,10 Solo Exposto Grave 0,10-0,25 Rala Moderada Grave 0,25-0,30 Esparsa Moderada 0,30-0,35 Transição Baixa > 0,35 Densa Muito Baixa Adaptado de Chagas et al. (2008) RESULTADOS E DISCUSSÃO: A condição climática foi um fator fundamental para geração dos mapas temáticos da verificação da vegetação. A área calculada do município foi de aproximadamente 653,7 km², obtida por meio da conversão dos pixels totais após o recorte da imagem. Apresentando na figura 3 o mapa de degradação de acordo com a classificação de Chagas et al. (2008), é notável a diminuição do tom de verde escuro, que são representativos a vegetação densa (pastagem), em cerca de 58 km². Na figura 4 é apresentado um histograma, em termos da quantidade de pixels (%) analisados do IVDN em relação ao intervalos de classificação da degradação. O histograma indica em 12/06/2005 uma concentração da vegetação densa em torno de 78%, e em 28/05/2011 uma redução para 69% da área total. Essa redução é atribuída principalmente ao crescimento populacional e industrial, setores econômicos relacionados a atividades agrossilvopastoris que crescem V r (1) (2) (3) 71

4 desordenadamente, acarretando no manejo inadequado dos recursos naturais (SILVA H. R., et al., 2002). A degradação baixa e moderada que antes correspondia a 2,7 % da área total do município teve um aumento para 6,9%. A grave degradação representa uma retirada total da vegetação, tal classificação teve um pequeno aumento se comparado com demais, em torno de 0,2 km², entretanto no ponto de vista micrometeorológico, é um aumento considerável e acresce a intensidade dos processos erosivos. Na análise do mapa, tais processos ocorrem em sua grande maioria em regiões próximas aos corpos d'água, o que infere na umidade para regiões próximas. A maior acentuação corresponde a degradação moderada grave, um aumento de 29 km², que no mapa temático de 2005 representava apenas 1,7% da área total, em 2011 está em torno de 6,3%. Regiões próximas ao centro comercial de Ilha Solteira, sofreram um forte impacto devido a expansão populacional desordenada, ocasionando uma modificação acentuada na vegetação. Dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) mostram que em 2000 a população total do município era em torno de habitantes, e em 2011 o total chegou a habitantes. Dentre os setores da economia, o crescimento industrial aconteceu de forma acelerada, resultado de forma impactante na modificação do solo, tendo uma participação ativa na redução da vegetação densa para uma vegetação rala. Esse rápido crescimento combinado com uso inadequado dos recursos naturais, auxiliaram no intenso êxodo rural, gerando o interesse de diversos pesquisadores com o intuito de achar soluções para reduzir esses problemas (FREITAS LIMA, 1997; SILVA H. R., et al., 2002) Figura 3 Mapa temático da degradação região de estudo. Figura 4 Histograma do percentual de pixels do IVDN em função dos intervalos de degradação. 72

5 CONCLUSÕES: Em algumas regiões, rios são fontes de desenvolvimento para população, instalando-se próximo as margens para ter o beneficio das águas, porém, o despreparo no manuseio da terra gera degradação no solo, deixando muitas vezes o solo totalmente exposto e sem condições de utilização, que no decorrer de anos, sem uma política de replantio adequada para melhor aproveitamento do solo, gera uma interferência nas características locais, como a temperatura do solo e do ar além da umidade. REFERÊNCIAS: ALLEN, R. G.; TASUMI, M.; TREZZA, R. SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land): advanced training and user's manual, Idaho, CHAGAS, C. S.; VIEIRA, C. A. O.; FILHO, E. I. F.; CARVALHO JUNIOR, W. Comparação entre imagens Aster e Landsat 7 na classificação de níveis de degradação de pastagens utilizando rede neurais artificiais. Revista Brasileira de Cartografia. Nº 60/03, CHANDER, G.; MARKHAM, B. Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures and postcalibration dynamic ranges. IEEE: Transactions on Geoscience and Remote Sensing. v. 41, n.11, 2003 COSTA FILHO, J. F. da; FRANCISCO, P. R. M.; ANDRADE, M. V. de; SILVA, L. da; DANTAS, R. L. Estimativa do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI) na microrregião de Sousa- PB utilizando imagens do CBERS-21. In: Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, 15. Aracaju, SE, 02 a 05 de julho de Anais. Aracaju, SE: Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, FREITAS LIMA, E. (1997). Estudo da paisagem do Município de Ilha Solteira - SP: subsídios para o. Tese - (Doutorado em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais) - Centro de Ciências Biológicas e da Saúde, Universidade Federal de São Carlos. HOLBEN, B.N., Characteristics of maximum-value composite images from temporal AVHRR data. Int. J. Remote Sensing, 7 (11): ROLIM, G. S. CAMARGO, M. B. P. LANIA, D. G.; MORAES, J. F. L. Classificação climática de Köppen e de Thornthwaite e sua aplicabilidade na determinação de zonas agroclimáticas para o estado de São Paulo. Bragantia - Revista de ciências agronômicas. Campinas, v.66, n.4, p , SILVA, H. R., ALTIMARE, A. L., & LIMA, E. A. (2006). SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO DO USO E OCUPAÇÃO DA TERRA NA ÁREA DO PROJETO CONQUISTA DA ÁGUA, ILHA SOLTEIRA - SP, BRASIL. XI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, pp SILVA, H. R., ALTIMARE, A. L., CASTRO, R. M., QUEIROZ DUARTE, M. A., OLIVEIRA VILLARREAL, D. M., BUZETTI, S., et al. (2002). utilização do geoprocessamento na identificação e monitoramento dos níveis de degradação das pastagens na Região de Influência do Complexo de Urubupungá. SHOW DE GEOTECNOLOGIAS. Curitiba. SOUZA, C. M. (13 a 18 de abril de 2013). Análise da relação entre face de exposição de vertentes e níveis de degradação de pastagens com uso de imagem Ikonos. Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, pp

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