Alterações no padrão de cobertura da terra na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro/RJ nos anos de 1985 e DOMINIQUE PIRES SILVA

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1 Alterações no padrão de cobertura da terra na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro/RJ nos anos de 1985 e DOMINIQUE PIRES SILVA Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro GUSTAVO MOTA DE SOUSA Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro INTRODUÇÃO Analisar as mudanças de cobertura da terra é uma tarefa com um grau de relevância muito alto para a compreensão das dinâmicas e processos que atuam nos mais diferentes espaços. A paisagem é uma determinada porção do espaço, resultado de uma combinação dinâmica e, portanto, instável de elementos físicos, biológicos e antrópicos que, reagindo dialeticamente uns sobre os outros, a tornam um conjunto único e indissociável, em perpétua evolução (BERTRAND, 1971), e é justamente essa análise da paisagem modificada que se torna importante para os estudos de uma certa região, para gerar subsídios aos estudos de desenvolvimento e gestão sustentável. A Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro sofreu diversas mudanças nas últimas décadas, com o crescimento e implementação de novos empreendimentos e aumento da expansão urbana resultando em problemas socioambientais diversos. Neste contexto torna-se necessário o monitoramento da paisagem, possibilitado pelas ferramentas provenientes das geotecnologias. A aplicação de geotecnologias, em especial de dados de Sensoriamento Remoto (SR) e técnicas de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), na tomada de decisões ligadas ao ordenamento territorial e à gestão ambiental apresenta potencialidades relacionadas à capacidade de aquisição, organização e análise de dados espaciais (Burrough e McDonnell, 1998).

2 Dentre as muitas aplicações de sensoriamento remoto, a detecção de mudanças no uso da terra permite um maior entendimento das alterações ligadas, principalmente, às questões ambientais. Determinadas alterações na cobertura vegetal podem desencadear e ou acelerar processos do meio físico, com consequências ambientais que podem resultar em perdas econômicas e sociais. OBJETIVOS O presente trabalho tem o intuito de investigar o padrão da cobertura da terra e analisar os possíveis impactos da expansão urbana da Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro, entre os anos de 1985 e 2010 através da utilização de imagens de satélite Landsat. METODOLOGIA A metodologia proposta utiliza duas imagens dos satélites Landsat 5, referentes ao ano de 1985 (04/07/1985) e 2010 (20/04/2010), respectivamente. A sequência de técnicas utilizadas para execução do estudo foram: georreferenciamento das imagens; recorte do limite da região da Zona Oeste da Cidade do Rio de Janeiro, obtenção das amostras de treinamento, classificação supervisionada da imagem através de máxima verossimilhança MAXVER, pós classificação, elaboração do modelo de dados temáticos e confecção do mapa temático de cobertura da terra dos anos de 1985 e Os softwares utilizados para cumprimento das técnicas empregadas foram o SPRING e o SCARTA O método utilizado foi o da classificação supervisionada, que consiste no processo de usar amostras de classes de pixels conhecidos para identificação de diferentes classes de cobertura da terra. As classes devem ser conhecidas previamente pelo analista, que realiza a coleta das amostras que são identificadas como exemplos homogêneos de feições conhecidas. Assim, essas amostras fornecidas pelo analista são usadas para treinar o algoritmo de classificação para o mapeamento, desse jeito, cada pixel dentro e fora das áreas de treinamento será avaliado e fará parte da classe que ele tem maior chance de pertencer (NOVO, 2008).

3 Dentro da classificação supervisionada, o algoritmo escolhido foi o da máxima verossimilhança que avalia a variância e a covariância das categorias de padrões de resposta espectral quando classifica um pixel desconhecido. Para isso, assume-se que a distribuição da nuvem de pontos que forma a categoria dos dados de treinamento é Gaussiana (distribuição normal). Assumida essa suposição, a distribuição de um padrão de resposta espectral da categoria pode ser completamente descrita por um valor de média e pela matriz de covariância. Com esses parâmetros, é possível calcular a probabilidade estatística de um dado valor de pixel pertencente a uma classe particular de cobertura da terra (LILLESAND; KIEFFER, 2004). As classes escolhidas para a identificação da cobertura da terra foram: água, solo exposto, urbano médio, urbano rarefeito e vegetação. RESULTADOS PRELIMINARES Com base nos mapas gerados e nas medidas das classes (Figuras 01, 02, 03 e 04), podese observar as mudanças entre os anos de 1985 e 2010 na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro.

4 Área em km² Figura 01. Mapa de cobertura da terra na Zona Oeste da cidade do Rio de janeiro em Cobertura da Terra na Zona Oeste do Rio de Janeiro Água Solo Exposto Vegetação Urbano Urbano Médio Rarefeito Classes de cobertura da terra 98 Não classificado Área total

5 Figura 02. Gráfico de áreas da cobertura da terra na Zona Oeste do Rio de Janeiro em Figura 03. Mapa de cobertura da terra na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro em 2010.

6 Área em Km² Cobertura da Terra na Zona Oeste do Rio de Janeiro Água 202 Solo Exposto 442 Vegetação 245 Urbano Médio 564 Urbano Rarefeito Classes de cobertura da terra 56 Não Área total classificado Figura 04. Gráfico de áreas da cobertura da terra na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro em Pode-se observar alterações no padrão do uso da terra por conta das transformações espaciais da região. É notório que houve uma mudança nas classes urbano rarefeito, solo exposto e vegetação. Para melhor avaliação das mudanças ocorridas se pode analisar a figura 05.

7 Área em Km² Comparação entre as classes de cobertura da terra na Zona Oeste do Rio de Janeiro nos anos de 1985 e Água Solo Exposto Vegetação Urbano Médio Urbano Rarefeito Não classificado Figura 05: Comparação entre as classes de cobertura da terra na zona oeste da cidade do Rio de Janeiro nos anos de 1985 e Inicialmente, é importante ressaltar que a diferença entre a classe água entre os dois períodos pode estar relacionado ao próprio classificador utilizado pelo programa SPRING A outra possibilidade é a mudança na área não classificada pelo programa, que na imagem de 1985 o programa deixou de classificar mais pixels do que na imagem do ano de 2010, criando grande diferenciação no resultado de algumas classes, como a classe água que de 37,32% de área alterou para 36,6%. A classe urbano médio pouco cresceu entre os anos de 1985 e 2010, passando de 9% para 10,16% do território, ao contrário da classe urbano rarefeito que de 12% do território passou para 23,39%. Isso ocorreu devido a ocupação das áreas que antes eram classificadas como solo exposto, o que explica a diminuição de 15,3% da área para 8,3%. Uma área mais afastada que antes não era interessante para a ocupação, agora se faz pelo crescimento populacional da cidade, e na Zona Oeste, que é dado pelas novas frentes de ocupacional nesta área da cidade com empreendimentos públicos e privados, infraestrutura e serviços, ampliando e diversificando a oferta habitacional e comercial da região.

8 Também é observada a diminuição de vegetação, que de 22,89% de área alterou para 18,33%. Pode-se atribuir ao desmatamento das encostas do maciço, a ocupação legal e ilegal e à diminuição das áreas agrícolas. A Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro atravessou intensas mudanças ao longo das últimas três décadas, com alterações no padrão de cobertura da terra, conforme evidenciado nas imagens de 1985 e 2010, que incluem a ampliação das áreas edificadas, as novas construções comerciais e residenciais e de equipamentos urbanos que resultam na diminuição das áreas de vegetação ou mesmo de solo sem uso (como a classe solo exposto). A metodologia para a classificação de imagens é fundamental para criar os mapas de uso e cobertura da terra, como objetivou este trabalho. Contudo é necessário o aperfeiçoamento da classificação que é dada, principalmente, pelas visitas de campo para coleta de dados, uma vez que também devem ser realizadas edições manuais para resolução de confusões ocorridas em algumas classes. A análise dos mapas aqui mostradas evidencia que a Zona Oeste se expande como urbano, se assemelhando a cidade do Rio de Janeiro, majoritariamente urbana. BIBLIOGRAFIA BERTRAND, Georges. Paisagem e geografia física global: esboço metodológico. Caderno de Ciências da Terra, n. 13, p. 1-27, Burrough, P. A.; McDonnell, R. A. Principles of geographical information systems. New York: Oxford University Press, 1998, p.333. NOVO, Evelyn M.L. de Moraes, Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações, São Paulo: Blucher, 2008, 3ªed., 363 p. LILLESAND, T. M. e KIEFFER, R. M. Remote sensing and image interpretation. 2. ed. Chichester: Jhon Wiley & Sons, p 750.

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