DINÂMICAS ESPECTRO-TEMPORAIS DA ESTAÇÃO ECOLÓGICA DE AIUABA CE COM UTILIZAÇÃO DE IMAGENS SATÉLITE

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1 DINÂMICAS ESPECTRO-TEMPORAIS DA ESTAÇÃO ECOLÓGICA DE AIUABA CE COM UTILIZAÇÃO DE IMAGENS SATÉLITE Francilaine Nóbrega de Lima¹; Neison Cabral Ferreira Freire²; Janaína Barbosa da Silva³ ¹Estudante do Curso de Geografia- UFCG; ²Pesquisador adjunto, Fundação Joaquim Nabuco - FUNDAJ CIEG...; neison.freire@fundaj.gov.br, ³ Professora Adjunta da Universidade Federal de Campina Grande UFCG; e- mail: Janaina.barbosa@ufcg.edu.br RESUMO: As Unidades de Conservação (UC) foram criadas para proteger e conservar os biomas brasileiros, efetivando-se através do Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza. Entre os biomas que concentram considerável número de UCs está a Caatinga, tendo entre elas a Estação Ecológica (ESEC) de Aiuaba, localizada no Sertão dos Inhamuns/CE, sendo um dos poucos redutos de Caatinga preservado no Ceará. Pesquisas voltadas ao estudo da vegetação veem sendo desenvolvidos com a finalidade de obter dados através do Sensoriamento Remoto utilizando os Índices de Vegetação gerados a partir de imagem de satélite. Sendo uma relevante ferramenta para o monitoramento das alterações ocorridas nessas áreas. Esta pesquisa objetivou mapear e analisar utilizando imagens de satélite e aplicação de IVs, a Estação Ecológica de Aiuaba, partindo do pressuposto de que as UCs devem ter proteção integral do Estado, e tem por função resguardar os ecossistemas naturais. A partir do mapeamento efetivado notou-se uma variação nos resultados, entre os índices, e nas áreas vegetadas. A quantificação foi utilizada como meio de validação dos resultados. No que se refere à efetivação e acurácia dos Índices com imagens Landsat 5 TM, nota-se legitimidade na utilização em áreas inferiores a 300 km². PALAVRAS CHAVE: Unidades de Conservação; Caatinga; Sensoriamento Remoto. INTRODUÇÃO: Como meio de proteção e conservação dos Biomas brasileiros, foram criadas as Unidades de Conservação (UC), através do Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC) com uma série de diretrizes para modernização da gestão das UCs, divididas em duas categorias: Unidade de Conservação de Uso Sustentável e Unidades de Conservação de Proteção Integral (MMA, 2008). Dentre as UC de Proteção Integral, 14 estão localizadas na Caatinga, entre elas a Estação Ecológica (ESEC) de Aiuaba, localizada no Sertão dos Inhamuns/CE, um dos últimos redutos de Caatinga preservada no Ceará, representando além da manutenção da biodiversidade, importante papel no ciclo hidrológico da região (MMA, 2006). Pesquisas voltadas ao estudo da vegetação e uso da terra veem sendo desenvolvidos com a finalidade de obter informações a partir de imagens de satélite através do Sensoriamento Remoto (SR). Assim, o SR aplicado ao estudo da vegetação e a interação da Radiação Eletromagnética com a vegetação desde a folha ao dossel (PONZONI e SHIMABUKURU, 2007) através dos Índices de Vegetação (IV) gerados a partir de imagens de satélites, constitui-se como ferramenta importante para o monitoramento das alterações naturais e/ou produzidas pelo homem (FEITOSA et al., 2004), pois os IVs ressaltam a resposta espectral da vegetação, possibilitando distinguir diferentes tipos de cobertura vegetal na Terra (MOREIRA, 2005). Esta pesquisa objetivou mapear e analisar, utilizando imagens de satélite e aplicação de IVs, a ESEC de Aiuaba (Inferior a 300 Km²), partindo do pressuposto de que as UCs devem ter proteção integral do Estado, e tem por função resguardar os ecossistemas naturais. MATERIAIS E MÉTODOS: Revisão de literatura; Pré-processamento digital das imagens de satélite (Aquisição das Imagens de Satélite: Landsat 5 sensor thematic mapper - TM, adquiridas no site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE, de 23/10/ /08/2011, período próximo à estação chuvosa da área, e cobertura de nuvens inferior a 15% da UC; Empilhamento: Consistiu na sobreposição das bandas 1, 2, 3, 4, 5, e 7 do satélite; Correção Geométrica através da ferramenta Set Drop Point do software); Processamento digital das imagens (Calibração Radiométrica 279

2 (MARKHAM & BAKER, 1987); Computo da Reflectância (ALLEN et al., 2002); Aplicação dos IVs: Normalized Difference Vegetation Índex NDVI (ROUSE et al., 1973), Soil Adjusted Vegetation Índex SAVI (HUETE, 1988), e Enhanced Vegetation Índex - EVI (HUETE et al., 1997)); Recorte da área de estudo; Classificação supervisionada a partir algoritmo Interative Self-Organizing Data Analysis Technique (ISODATA); Quantificação dos dados; e Montagem do layout final. Todo o processo realizado nos softwares Erdas 10, e ArcGis 10, ambos licenciados para o Laboratório de Cartografia Digital, Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto (CADIGEOS) da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). RESULTADOS E DISCUSSÕES: Com base no mapeamento realizado para a Unidade, foi perceptível para todos os Índices analisados (NDVI (a), SAVI (b), e EVI (c)) uma redução considerável das áreas vegetadas em detrimento do aumento da Classe Solo Exposto em todo o perímetro da UC para o intervalo (Figura 01). (a) (a) (b) (b) (c) (c) Figura 01 IVs aplicados a imagens referentes à ESEC do Aiuaba CE NDVI (a), SAVI (b) e EVI (c). 280

3 Quando comparados os resultados dos Índices, percebeu-se que o NDVI apresentou para 1999 uma maior identificação da cobertura vegetal em relação aos demais, juntamente com o SAVI. Por outro lado, o EVI, exibiu os menores resultados para vegetação, em detrimento do aumento da área classificada como solo exposto. Para o ano de 2011, todos os Índices apresentaram diminuição da vegetação, seguindo a mesma sequência visualizada no ano de Dois vieses podem ser considerados nesse caso. O primeiro é a rápida resposta da vegetação de Caatinga a mudanças no regime pluviométrico, tendo uma acelerada variabilidade interanual. Portanto, essas alterações encontradas na cobertura do solo podem ser consequência de uma resposta natural da vegetação aos efeitos da falta de chuvas ou da alta disponibilidade hídrica (CUNHA et al., 2011). Por outro lado, o caso identificado por Campos (2004) diagnosticou um estimável aumento do Solo Exposto e uma grande diminuição da área coberta por vegetação na área do Parque Ecológico de Preservação Ambiental e Florestal Altamiro de Moura Pacheco (PEAMP), resultado da utilização de novas áreas para duplicação da BR-153 que perpassa a PEAMP, fato classificado como um descumprimento da Legislação que rege esse espaço. A quantificação das classes de Vegetação e Solo Exposto possibilitou corroborar as análises efetivadas visualmente entre os resultados obtidos com os Índices. No que se refere ao saldo de áreas verdes identificou-se uma substituição da vegetação por solo exposto onde o NDVI, apresentou 11,06 Km², o SAVI exibe 16 Km², bem como o EVI, que resultou em 24,97 Km². Para 1999 o NDVI contabilizou 110,3 Km², o SAVI 101,66 Km² e o EVI 100,87 Km². No ano de 2011 o NDVI quantificou área total de 99,24 Km², o SAVI com 85,66 Km² e o EVI, resultou em 75,9 Km² (Tabela 01). Tabela 01 - Dinâmica de supressão da vegetação da Estação Ecológica do Aiuaba CE. 1999/ Km² 2011 / Km² NDVI Água ,29 Vegetação 110,3 99,24 Solo Exposto 7,21 17,99 SAVI Água ,32 Vegetação 101,66 85,66 Solo Exposto 15,85 31,53 EVI Água ,34 Vegetação 100,87 75,9 Solo Exposto 16,65 41,26 Saldo da Vegetação -11,06 Km² -16 Km² -24,97 Km² Espig et al. (2006) avalia que os resultados obtidos para o NDVI tendem a uma saturação em decorrência de vegetação densa, sendo notório um elevado aumento dos valores quando comparado aos resultados obtidos a partir do EVI. Neste contexto, o autor coloca o EVI como IV adequado para o estudo da Caatinga, com base em mapeamento realizado em diversas UCs de Pernambuco, Paraíba, e Rio Grande do Norte. Por outro lado, Vigáno et al. (2011) coloca o SAVI como um índice adequado e usual para estudos do Sensoriamento Remoto voltados para a Caatinga, colocado pelo autor como o índice que melhor discrimina a vegetação para essa área. No entanto, Vigáno et al. (2011) e Espig et al. (2006) partilham da ideia de que o NDVI não se adequa de maneira satisfatória para distinguir a vegetação nas áreas de Caatinga. De acordo com Ponzoni e Shimabukuro (2007), outro ponto a ser considerado é a relevância das sombras do dossel, que pode implicar em resultados elevados para o NDVI, levando em conta que, quanto maior a área vegetada, maior será a influencia de sombras no resultado calculado. A partir dos resultados obtidos para o NDVI, SAVI e EVI, percebeu-se a necessidade de atentar para escolha de um índice adequado para a intencionalidade do estudo, uma vez que o Índice de Vegetação 281

4 tanto pode apresentar semelhanças em alguns aspectos, como também proporcionar severa oscilação em seus resultados, de modo a depender do objeto de estudo em questão. Por fim, nota-se a real necessidade da corroboração dos dados obtidos com o Sensoriamento Remoto, através de estudo de campo na área, como método de validação e escolha do índice que melhor se adequou à realidade da ESEC de Aiuaba. CONCLUSSÕES: Por meio do mapeamento, foi possível notar uma variação nos resultados para , tanto entre os diferentes índices utilizados, como entre as áreas classificadas como vegetação. A quantificação mostrou-se um importante aliado para validação e visualização dos resultados. No que diz respeito à efetivação e acurácia dos índices, as imagens Landsat 5 TM são viáveis para estudos em áreas inferiores a 300 km², bem como demonstra legitimidade na utilização desses métodos aplicados a Estação Ecológica de Aiuaba/CE. AGRADECIMENTOS: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ); Fundação Joaquim Nabuco (FUNDAJ); Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). REFERÊNCIAS MMA - Ministério do Meio Ambiente. Plano operativo de prevenção e combate aos incêndios florestais da Estação Ecológica de Aiuaba. Aiuaba, ALLEN, R., Bastiaanssen; W.G.M., Waters, R.; Tasumi, M., Trezza R.. Algorithms Surface Energy Balance For Land (SEBAL), Idaho Implementation Advanced Training Manual And Users. V. 1.0, 97P CAMPOS, C. A. Degradação ambiental em Unidades de Conservação Estaduais: o caso do Parque Ecológico Altamiro de Moura Pacheco e seu entorno f. Dissertação (Mestrado em Geografia) Universidade Federal de Goiás, Goiânia CUNHA, J. E. B. L. ; TAVEIRA, I. M. L. M. ; ALMEIDA, D. F. ; SILVA, A. R. S. ; RUFINO, I. A. A.. Dinâmica interanual da cobertura do solo em região semiárida utilizando sensores orbitais. In: Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. In: Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Maceió, ESPIG, S. A. ; SOARES, J V ; SANTOS, J. R.. Variações sazonais do EVI e NDVI em áreas do semiárido brasileiro. In: VII Seminário em atualização em Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas aplicados à engenharia florestal. São José dos Campos: INPE, p FEITOSA, J. R.P.; COSTA FILHO, J. F. da; SILVA, B. B. da. Avaliação de Índices de Vegetação em área irrigada do sub-médio São Francisco, Petrolina PE, a partir de imagens do satélite LANDSAT 5 TM. In: Congresso Brasileiro de Meteorologia, 18, 2004, Fortaleza. Anais... Fortaleza, Huete, A.R.. A soil-adjusted Vegetation Index (SAVI). Remote Sensing of Environment. p , Huete, A. R. A Comparison of Vegetation Indices over a Global Set of TM Images for EOS- MODIS. Remote Sens. Environ. n.59, p , MARKHAM, B. L.; Barker, L. L.. Thematic Mapper Bandpass Solar Exoatmospherical irradiances. International Journal of Remote Sensing. V.8, N.3, p MMA - Ministério do Meio Ambiente. Unidades de Conservação: Conservando a vida, os bens e os serviços ambientais. São Paulo,

5 MOREIRA, M. A.. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e metodologias de aplicação. 3 ed. Viçosa: UFV, p. PONZONI, F. J.; SHIMABUKURO, Y. E. Sensoriamento remoto no estudo da vegetação. São Jose dos Campos: Editora Parêntese, p VIGANÓ, H. A. ; BORGES, E. F. ; ROCHA, W. J. S. F.. Análise do desempenho dos Índices de Vegetação NDVI e SAVI a partir de imagem. In: XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 2011, Curitiba. Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto,