Utilização da tecnologia SIG e imagem SRTM no mapeamento das terras para mecanização agrícola no Estado da Paraíba

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1 1 Utilização da tecnologia SIG e imagem SRTM no mapeamento das terras para mecanização agrícola no Estado da Paraíba Paulo Roberto Megna Francisco (1) ; Eduardo Rodrigues Viana de Lima (2) & Iêde de Brito Chaves (3) (1) Doutorando do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola - Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB, CEP , paulomegna@ig.com.br (apresentador do trabalho); (2) Professor Adjunto, Universidade Federal da Paraíba, Campus I, João Pessoa, PB, CEP eduvianalima@gmail.com (3) Pesquisador, bolsista do Instituto Nacional do Semiárido INSA/MCT, Campina Grande-PB, Cep: , iedebchaves@hotmail.com RESUMO: O trabalho teve o objetivo de oferecer subsídio metodológico na utilização de SIG e imagem SRTM na classificação e mapeamento das terras no Estado da Paraíba. A Shuttlle Radar Topography Mission (SRTM) foi uma missão que colocou em órbita a nave espacial Endeavour. Utilizando-se da técnica da interferometria, 80% da superfície terrestre foi imageada, para obtenção da altitude de pontos equidistantes, em uma malha de 90 metros. Com base nestes dados, foram geradas curvas de nível a cada de 10 metros, e daí, elaborado o mapa de classes de declividade. A partir dos dados do boletim do Levantamento Exploratório-Reconhecimento de Solos foram interpretados os atributos diagnósticos relativos à textura, profundidade efetiva, pedregosidade e drenabilidade; classificados segundo o grau de impedimento à mecanização: nulo, ligeiro, moderado, forte, muito forte. Assim, foram gerados mapas temáticos relativos a cada atributo diagnóstico dos solos e o mapa de declividade, utilizando-se o software SPRING. Cruzando-se as informações interpretadas e espacializadas nos mapas, através da linguagem LEGAL, obteve-se o mapa de classes e subclasses de terras para mecanização agrícola. Os resultados mostram que os dados topográficos gerados a partir da base SRTM, foram úteis ao trabalho, uma vez que o produto final foi gerado em uma escala pequena (1: ). Sendo assim, foi possível ajustar limites de unidades de mapeamento às classes de relevo, melhorando a representação do mapa de solos e reduzindo o tempo de execução, diminuindo custos financeiros e aumentando a qualidade e a precisão do mapa final. aumenta a precisão dos dados, além de diminuir os custos do projeto (Singh & Dwivedi, 1986). A Shuttlle Radar Topography Mission (SRTM) foi uma missão que colocou em órbita a nave espacial Endeavour e utilizando a técnica da interferometria foi imageada 80% da superfície terrestre, fornecendo modelos tridimensionais com resolução espacial de 90 metros (Bardales et al, 2007) Para se produzir o mapa de impedimentos à mecanização, deve-se ter as curvas de nível da região de trabalho e informações do conjunto total das variáveis do terreno em quatro grandes grupos, que são a textura do solo, a pedregosidade, a profundidade efetiva e a drenabilidade, que devem ser integradas através de um Sistema de Informação Geográfica SIG (Santos e Silva, 2004). MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi realizado para todo o Estado da Paraíba, que está localizado entre os paralelos de e de de latitude sul e entre os meridianos de e de longitude oeste. (Fig.1). Palavras-chave: geoprocessamento, imagem SRTM, SPRING. INTRODUÇÃO O uso de imagens orbitais é indispensável para a realização de levantamento de solo, pois Figura 1. Mapa de localização da área de estudo Neste trabalho foi utilizada uma imagem SRTM (Fig.2) para obtenção das curvas de nível de 10 em 10 metros.

2 2 O SIG utilizado foi o SPRING por ser um programa livre e brasileiro atualizado e de fácil compreensão, que utiliza um modelo de dados orientados para estudos ambientais e cadastrais (Lopes, 2002). Funciona em ambiente UNIX e Windows, e administra tanto dados vetoriais como dados matriciais (raster), permitindo a integração desses dados. (Fig.5), adotando o critério do Manual de Pedologia (IBGE, 2005) que determina as menores dimensões que podem ser legivelmente delineadas num mapa ou carta, sem prejuízo da informação gerada nos trabalhos Figura 2: Imagem SRTM do Estado da Paraíba Para a atualização dos limites da área de estudo foi utilizado um arquivo no formato raster na escala de 1: fornecido pelo IBGE (2002). A base principal de dados deste trabalho é o Boletim Técnico (N. o 15), do Levantamento Exploratório e de Reconhecimento dos Solos do Estado da Paraíba (BRASIL, 1972), e o mapa de solos, na escala de 1: , representando a área por unidades de mapeamento constituídas de associações e inclusões de classes de solos predominantes no Estado (Fig. 3). Figura 4. Mapa de declividade de campo, o que corresponde na prática, a uma área de 0,4cm 2 (0,6cm x 0,6cm). A equivalência desta área no mapa, com a área correspondente no terreno, é função da escala final de apresentação. Para a conclusão do mapa de classes e subclasses de mecanização foram elaborados os mapas de declividade (Fig.5), drenagem (Fig.6), textura (Fig.7), profundidade efetiva (Fig.8), e pedregosidade (Fig.9), interpretados para os graus de impedimento: nulo, ligeiro, moderado, forte e muito forte, adotando-se a metodologia utilizada por Chaves et al. (2010) para a classificação das terras em classes e subclasses de mecanização. Figura 3. Mapa de solos do estado da Paraíba O mapa de declividade foi gerado a partir das curvas de nível, utilizando-se o processo de modelagem por grade triangular (TIN) (Fig. 4), onde foram consideradas as seguintes classes: Plano (0-3%), Suave ondulado (3-6%), Ondulado (6-12%), Forte ondulado (12-20%), Montanhoso (20-40%) e Escarpado (>40%). Foi realizado um refinamento das áreas não mapeáveis com o objetivo de eliminar áreas menores de 3 km 2 Figura 5. Mapa de declividade refinado.

3 3 Figura 6. Mapa de drenagem Figura 9. Mapa de pedregosidade É uma ferramenta que possibilita a realização de análises espaciais através de álgebra de mapas utilizando atributos espaciais e não espaciais das entidades gráficas armazenadas na base de dados, podendo fazer simulações sobre os fenômenos do mundo real (Câmara et al., 1996). RESULTADOS E DISCUSSÃO Figura 7. Mapa de textura Figura 8. Mapa de profundidade efetiva O mapa final foi obtido utilizando-se a Linguagem Espaço-Geográfica baseada em Álgebra - LEGAL, com a definição de classes e subclasses para mecanização (Figura 10). O LEGAL realiza operações algébricas de mapas, tanto em sentido matemático quanto cartográfico e espacial; possuindo uma interface direta com tabelas de um banco de dados relacional, podendo assim gerar novos dados. (Lopes, 2002; Moreira, 2003; Guimarães, 2004). Para a construção do mapa de declividade forma encontradas dificuldades no processamento das grades triangulares, sendo necessárias divisões do arquivo em regiões, para superar o processamento do grande volume de dados, como também o longo tempo de processamento das mesmas. Com a utilização da imagem SRTM foi possível obter uma caracterização da declividade do terreno, um dos impedimentos mais importantes na interpretação das terras para mecanização agrícola, bem como ajustes e correções da representação cartográfica das unidades de mapeamento dos solos utilizadas neste trabalho. Com o auxilio do Boletim Técnico (N. o 15), do Levantamento Exploratório e de Reconhecimento dos Solos do Estado da Paraíba (BRASIL, 1972) e o seu mapa de solos, na escala de 1: , foi possível definir as classes e subclasses do mapeamento e classificação. As classes IV e V de terras, com grau forte e muito forte de impedimento a mecanização, abrangem, respectivamente, 49,6% e 32,4% da área de estudo, totalizando 82% do total que corresponde em grande parte às regiões de clima semiárido, tendo como principais fatores limitantes que contribuem para a restrição da mecanização a profundidade efetiva e a pedregosidade. As áreas mais favoráveis à mecanização, das classes I, II e III, ocorrem predominantemente no

4 4 Litoral, em solos arenosos, originados dos Sedimentos do Grupo Barreiras (BRASIL, 1972). CONCLUSÕES Nas condições em que o trabalho foi conduzido, os resultados permitem chegar às seguintes conclusões: 1) As aplicações dos recursos da geoinformática e dos produtos do sensoriamento remoto por satélite permitiram, com economia, rapidez e relativa precisão, realizar o levantamento, a análise espacial e a representação cartográfica de dados temáticos e interpretativos dos solos para o Estado da Paraíba, mesmo com as dificuldades encontradas no processamento; 2) A utilização dos dados de altimetria, a partir da imagem SRTM, permitiu uma caracterização da declividade do terreno, bem como, ajustes e correções da representação cartográfica das unidades de mapeamento dos solos utilizadas neste trabalho. Figura 10. Mapa de classes das terras para mecanização do Estado da Paraíba. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Agricultura. Levantamento Exploratório e de Reconhecimento dos Solos do Estado da Paraíba. Rio de Janeiro. Convênio MA/CONTA/USAID/BRASIL, 1972 (Boletins DPFS-EPE-MA, 15 - Pedologia, 8). BARDALES, N. G; LANI, J. L; AMARAL, E. F. do; MELO A. W. F. de; ARAÚJO, E. A; ROSADO, J. F. Uso de imagens SRTM na elaboração de mapas de solos na região do vale do baixo Rio Iacó, Acre, Brasil. XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Gramado-RS, CÂMARA, G; MEDEIROS, C. B; CASANOVA, M. A; HEMERLY, A. MAGALHÃES, G. (c) Anatomia de Sistemas de Informação Geográfica. Escola de Computação. SBC, CHAVES, I. de B.; FRANCISCO, P. R. M.; LIMA, E. R. V. de. Classificação das terras para mecanização agrícola e sua aplicação para o estado da Paraíba. XVIII RBMCSA, Piauí, GUIMARÃES, R. V. Aplicação de geoprocessamento para o aumento da eficiência de percurso em operações agrícolas na cultura da cana-de-açúcar (saccharum spp). Dissertação de Mestrado. USP/ESALQ. Piracicaba p.

5 5 IBGE. Manual técnico de pedologia. Coordenação de Recursos Naturais e Estudos Ambientais ed. - Rio de Janeiro: IBGE, p. LOPES, E. S. S. Tutorial 10 aulas SPRING 3.6 (versão Windows/UNIX). INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 2 ed., Viçosa MG: UFV, p. SANTOS, L.; SILVA, E. A. Carta de Trafegabilidade do Terreno Usando SIG e Imagem de Alta Resolução. Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico Multifinalitário. UFSC- Florianópolis, SINGH, A. N.; DWIVEDI, R. S. The utility of LANDSAT imagery as an integral part of the data base for small-scale soil mapping. International Journal of Remote Sensing. v.7, n.9, p , 1986.