SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE ÁREAS ÚMIDAS NO DISTRITO FEDERAL

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1 SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE ÁREAS ÚMIDAS NO DISTRITO FEDERAL Andreia Maria da Silva França 1,2, Edson Eyji Sano 2, Allana de Oliveira Sousa 2,3, Rômulo Almeida Fonseca 2,3 ( 1 UnB Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Brasília, DF. andreia.franca@cpac.embrapa.br 2 Embrapa Cerrados, BR 020, Km 18, Caixa Postal 08223, Planaltina, DF. 3 UEG Unidade Formosa, Av. Universitária s/n esq. c/ Rua 2 - Setor Universitário, Formosa-GO.) Termos para indexação: Sensoriamento Remoto, Geoprocessamento, Floresta de Galeria, Campo Úmido, Campo de Murundus, Veredas. Introdução Responsáveis por parte dos recursos alimentares e sendo áreas de procriação, refúgio permanente ou temporário para inúmeras espécies, as áreas úmidas são ecossistemas com elevadas produtividade primária e atividade biogeoquímica (Dugan, 1990). Além disso, destacam-se também devido à sua capacidade de manutenção do regime hídrico dos rios, recarga de aqüíferos e a perenização dos cursos d água (Dugan, 1990). Ainda que o predomínio das fitofisionomias do Cerrado esteja associado a solos bem drenados, encontram-se também, neste Bioma, tipos vegetacionais associados a áreas úmidas. Eiten (2001) definiu a vegetação natural do Distrito Federal e relacionou as áreas úmidas no Cerrado às fitofissionomias de: (1) Floresta de Galeria; (2) Campo Úmido; (3) Campo de Murundus; (4) Brejo Permanente e (5) Vereda. Apesar da importância ecológica destas áreas, são escassos os estudos e conjuntos de dados existentes que incluam informações a respeito da localização, extensão e outras características básicas (Melack e Hess, 2004), o que torna o sensoriamento remoto uma ferramenta de trabalho útil para o seu levantamento e monitoramento em vários níveis de detalhes. É nesse contexto que se insere esse trabalho que tem, como objetivo principal, a identificação e quantificação espacial das fitofissionomias de Cerrado associadas às áreas úmidas a partir de sensoriamento remoto. Material e Métodos

2 Neste trabalho foram utilizadas imagens do satélite Landsat ETM+, bandas 3, 4 e 5, órbita/ponto 221/71, da estação seca de 2002, georreferenciadas para o sistema de projeção UTM e datum SAD69. As imagens foram recortadas segundo o limite físico do Distrito Federal. Na criação do banco de dados e processamento digital da imagem, foi utilizado o software SPRING 4.3. Realizaram-se vários testes de segmentação na imagem visando extrair as feições de interesse, ou seja, fitofissionomias associadas a áreas úmidas do Cerrado. A técnica de segmentação de imagem utilizada foi a de crescimento de regiões. Esta técnica é um processo interativo pelo qual os pixels vão sendo agrupados, segundo um critério de similaridade, formando regiões (Bins et al., 1996). Após a segmentação, foi realizada a classificação da imagem. A classificação nãosupervisionada, na qual o algoritmo de classificação avalia em que classe alocar cada região em função de seus atributos estatísticos, mostrou um melhor desempenho neste experimento. Para classificar as regiões nas imagens segmentadas, utilizou-se a técnica de classificação não-supervisionada ISOSEG. Na imagem classificada, realizou-se o processo de edição matricial para corrigir os erros do mapeamento, resultantes da aplicação da técnica de processamento automático adotado, assim como para identificação das fitofissionomias associadas às áreas úmidas. A edição matricial foi subsidiada por imagens de alta resolução disponíveis no sistema GOOGLE EARTH. Estes dados serviram como verdade terrestre da área de estudo. Resultados e Discussão De acordo com as fitofisionomias associadas as áreas úmidas do Cerrado, descritas por Eiten (2001), foram definidas as classes apresentadas na Tabela 1 a seguir: Tabela 1: Fitofissionomias associadas as áreas úmidas do Cerrado. Fitofissionomia Floresta de Galeria Descrição Ocorrem margeando cursos d água, com solo sempre bem drenado, estacional ou permanentemente saturado.

3 Campo Úmido Campo de Murundus Veredas Fonte: Eiten (2001). Frequentemente forma uma faixa horizontal sobre encostas de vales, a qual separa o cerrado do interflúvio da floresta-galeria do fundo do vale. Campo úmido com montículos naturais de terra em forma de abóbada (murundus), com cerrado nos seus topos. Os murunduns são, provavelmente, o resultado de erosão diferencial por escoamento superficial por longo tempo. Uma unidade de vegetação composta de faixas paralelas com três tipos de vegetação diferentes, lado a lado: campo úmido, brejo permanente graminoso e buritizal. Os buritis formam uma faixa estreita ao longo da parte mais baixa do vale, que é coberta com brejo permanente graminoso. Para a delimitação das fitofissionomias associadas a áreas úmidas do Cerrado, foram realizados vários testes de segmentação da imagem, o limiar mais adequado de região e similaridade foi de 30 e 20, respectivamente. Estes limiares permitiram seccionar mais a imagem, o que possibilitou uma melhor delimitação das áreas de Campo Úmido que possuem áreas em média menores que 1,5 Km 2. Após a execução do processo de segmentação, efetuou-se a classificação da imagem. O classificador ISOSEG é um dos algoritmos disponíveis no SPRING para classificar regiões de uma imagem segmentada. A região onde ocorre Floresta de Galeria foi bem definida pelo classificador, pois esta tem alta refletividade na faixa espectral do infravermelho próximo (banda 4 do Landsat). Entretanto, os níveis digitais da Mata Seca, com características similares às da Floresta de Galeria (vegetação sadia, densa e uniforme), influenciaram os algoritmos de classificação, não produzindo, portanto, um bom resultado na delimitação da Floresta de Galeria, criando apenas uma região para estas fitofissionomias (Figura 1). Mata Seca Floresta de Galeria

4 Figura 1: Imagem ETM+/Landsat composição RGB/453 mostrando os alvos Mata Seca e Floresta de Galeria. Para contornar essa limitação metodológica, foi criado um buffer referente às Áreas de Preservação Permanente (APPs) ao longo dos cursos d água delimitadas pelo Código Florestal (Lei 4.771/1965). O buffer foi criado a partir da rede de drenagem do Distrito Federal na escala de 1:50.000, importada para o banco de dados. A extensão do buffer delimitado pelas Áreas de Preservação Permanente definidas pelo Código Florestal são apresentadas na Tabela 2. Tabela 2: Áreas de Preservação Permanente ao longo de rios ou de qualquer curso d água. Cursos d água (m) < a a a > Fonte: Lei 4.771/1965. Largura mínima (m) As regiões internas deste buffer e delimitadas pelo classificador como de vegetação com alta refletividade na faixa espectral do infravermelho próximo (banda 4 do Landsat) foram definidas como a fitofissionomia de Floresta de Galeria (Figura 2). a b

5 Figura 2: (a) Buffer com as regiões definidas como Floresta de Galeria na imagem classificada e (b) recorte destas regiões a partir do limite definido pelo buffer. A resolução espacial da imagem ETM+/Landsat e conseqüentemente o nível de detalhamento que a imagem proporcionou não possibilitaram a delimitação individual das classes de Campo Úmido, Campo de Murundus e Veredas. Estes resultados insatisfatórios obtidos podem ser explicados devido: (1) as dimensões espaciais das fitofissionomias mapeadas; (2) semelhança espectral dos alvos e (3) apesar de estes tipos vegetacionais in loco terem seus limites bem definidos estes geralmente ocorrem associados. As Veredas, por exemplo, são circundadas por Campo Úmido e/ou Campo de Murundu que por sua vez ocorrem próximo as Floresta de Galeria. Estas fitofissionomias foram consideradas em conjunto produzindo apenas uma classe e foram definidas a partir da interpretação visual das imagens ETM+/Landsat com apoio das imagens de alta resolução disponíveis no sistema GOOGLE EARTH, as quais serviram como verdade terrestre da área de estudo (Figura 3). a b

6 Figura 3: Área de Campo Úmido, Campo de Murundu e Vereda localizado na Fazenda Água Limpa (FAL), Brasília, DF (15 56' a 15 59' S e 47 55' a 47 58' W); (a) indicadas na imagem de alta resolução disponível no Google Earth e na (b) imagem ETM+/Landsat. A partir das fitofissionomias mapeadas calcularam-se as áreas úmidas do Distrito Federal, estas representam 3,37% da área de estudo. A Tabela 2 apresenta a distribuição em Km 2 das classes Floresta de Galeria, Campo Úmido, Campo de Murundus e Vereda, em relação à área total de estudo. Tabela 2: Área das classes de fitofissionomias associadas as áreas úmidas no Distrito Federal. Classes Área (km 2 ) % Floresta de Galeria 165,13 2,85 Campo Úmido + Campo de Murundus + Vereda 30,13 0,52 Área de Estudo 5789, Conclusões A delimitação das fitofissionomias associadas às áreas úmidas do Cerrado permitiu realizar uma estimativa quantitativa da distribuição destas no Distrito Federal, assim como sua área de abrangência. Grande parte das áreas consideradas nesta pesquisa como úmidas estão associadas a fitofissionomia de Floresta de Galeria, representando 84,5%, apenas 15,5% destas áreas estão associadas as Campo Úmido, Campo de Murundus e Veredas. A resolução espacial da imagem ETM+/Landsat utilizada foi insatisfatória para a identificação de Campos Úmidos, que se encontram geralmente associados a outras

7 fitofissionomias como Veredas e Campos de Murundus, sugere-se a utilização de aerofotos ou imagens de alta resolução para a identificação individual da fitofissionomia de Campos Úmidos. Referências bibliográficas BINS, L. S.; FONSECA, L. M. G.; ERTHAL, G. J.; MITSUO II, F. Satellite Imagery Segmentation: A region Growing Approach. VII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Salvador. Brasil, Anais. DUGAN, P. Wetland Conservation. IUCN, p. EITEN, G. Vegetação Natural do Distrito Federal. Brasília: Universidade de Brasília/SEBRAE, p. MELACK J. M; HESS L.L. (2004) Remote sensing of wetlands on a global scale. SIL News, 1-5.