EVOLUÇÃO DA FRAGMENTAÇÃO FLORESTAL DOS ANOS DE 1999 E 2006 NO MUNICÍPIO DE CASTELO, ES, BRASIL.

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1 EVOLUÇÃO DA FRAGMENTAÇÃO FLORESTAL DOS ANOS DE 1999 E 2006 NO MUNICÍPIO DE CASTELO, ES, BRASIL. Taís Rizzo Moreira 1, Samuel Ferreira da Silva 2, Alexandre Rosa dos Santos 3, Kaíse Barbosa de Souza 4, Felipe Gimenes Silva 5, Rosane Gomes da Silva 6 1 Engenheira Florestal, Mestranda em Ciências Florestais, UFES, Jerônimo Monteiro - ES, taisr.moreira@hotmail.com. 2 Doutor em Produção Vegetal, UFES, Alegre - ES, samuelfd.silva@yahoo.com.br 3 Professor Doutor, UFES, Alegre - ES, mundogeomatica@yahoo.com.br 4 Engenheira Florestal, Doutoranda em Ciências Florestais, UFES, Jerônimo Monteiro - ES, kaisesouza172@yahoo.com.br. 5 Engenheiro Florestal, Mestrando em Ciências Florestais, UFES, Jerônimo Monteiro - ES, felipe.silva@cfs.ifmt.edu.br. 6 Engenheira Agrícola e ambiental, Doutoranda em Ciências Florestais, UFES, Jerônimo Monteiro - ES, rosanegomes.eaa@gmail.com RESUMO: A Mata Atlântica apresenta um dos maiores índices de biodiversidade do planeta e atualmente é considerada a mais ameaçada do Brasil, possuindo um histórico de degradação que se entrelaça ao processo de formação sócio espacial do país. Por meio de técnicas de classificação supervisionada que promovem uma aproximação eficiente da morfologia e da distribuição dos remanescentes de mata atlântica, objetivou-se com a realização do presente estudo avaliar os níveis de fragmentação florestal do município de Castelo, que se localiza no sul do estado do Espírito Santo, Brasil, para os anos de 1999 e Para tanto, utilizou-se imagens de satélite Landsat 7 ETM, préprocessadas com 15 metros de resolução espacial para ambas as data, estas imagens foram classificadas e os produtos foram comparados, tornando possível após quantificação dos fragmentos em cada ano saber se houve incremento ou desmatamento nestes 7 anos. O resultado obtido com a classificação supervisionada demonstrou equiparar-se a realidade da fragmentação florestal com incrementação dos fragmentos para os anos analisados. PALAVRAS-CHAVE: Sensoriamento remoto; Fragmentação Florestal; Mata Atlântica. INTRODUÇÃO: O Estado do Espírito Santo que está localizado em sua totalidade no domínio do Bioma Mata Atlântica, possui cerca de 11% de seu remanescente florestal (SOS MATA ATLÂNTICA, 2011). A Organização das Nações Unidas considera que para manutenção de uma boa qualidade de vida humana necessita-se de uma área florestal de 30%, o que demonstra o grau de desmatamento da cobertura vegetal do Estado (FAO, 2012) e a necessidade de estudos sobre a evolução da fragmentação As ferramentas geotecnológicas auxiliam no entendimento do processo natural de regeneração da vegetação e na dinâmica da paisagem (ARANHA, 2011). O algoritmo MaxVer é, uma destas ferramentas, utilizado para a classificação supervisionada, pautado em parâmetros estatísticos, que avalia a ponderação das distâncias entre as médias dos níveis digitais das classes (VIEIRA et al., 1998), utilizando como base um conjunto de dados ou amostras representativas das classes de interesse (FRANÇA et al., 2009). De posse de tais informações e com o auxílio destas técnicas, objetivou-se com o presente trabalho delimitar a evolução da fragmentação da Florestal no município de Castelo, ES, dotando-se de imagens de satélite LANDSAT 7 ETM e auxílio de programas de geotecnologia, de maneira a indicar qual o histórico da fragmentação florestal em um intervalo de 07 anos, além de constatar se houve incremento florestal ou desmatamento na região. MATERIAL E MÉTODOS: A área de estudo é o município de Castelo, Sul do Estado do Espírito Santo, Brasil, localizando- se na latitude de 20º 36 13''Sul e longitude de 41º Oeste de Greewinch, com uma área de 679,25 km² (Figura 1). O clima da região segundo a classificação de Köppen é Cwa, caracterizado pelo inverno seco e o verão chuvoso, com a temperatura média anual em torno de 23ºC, podendo descer a 5ºC no inverno. De maneira geral, a topografia possui relevo bastante acidentado, intercaladas por reduzidas áreas planas. Basicamente estão estabelecidas na área, as culturas de subsistência, café e, predominantemente as pastagens, além dos remanescentes florestais nativos localizados principalmente nos topos dos morros. 84

2 Figura 1. Localização da área de estudo. As seguintes etapas metodológicas serão necessárias para avaliar a evolução temporal da fragmentação florestal para os anos de 1999 e 2006 com o auxilio do programa computacional de Geotecnologia ArcGIS 10.1: Etapa 01 - Seleção das imagens A seleção das imagens do sensor LANDSAT 7 - ETM foi realizada por meio do catálogo de imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), para o mês de julho de 1999 e maio de 2006, representativo do período de estiagem, com boas condições atmosféricas e cobertura mínima de nuvens (menor que 10%) em cada cena. As imagens que compõem a área de estudo são referentes à órbita 216 e ponto 074 e estão disponíveis no endereço eletrônico Etapa 02 - Registro das imagens O registro das imagens LANDSAT 7 - ETM referentes à série temporal do estudo foi realizado com base no mosaico ortorretificado GeoCoover 2000 da National Aeronautics and Space Administration (NASA), disponível no endereço eletrônico (NASA, 2012). Para o registro das imagens, os pontos de controle serão adquiridos na imagem MrSID ortorretificada, por meio da técnica map to map. O registro foi obtido com erro médio quadrado (RMS), menor que 0,5 pixels, no qual equivale a 15 metros, sendo aceitável para este tipo de estudo (DAI; KHORRAM, 1998). O registro das imagens foi realizado na projeção Universal Transverso de Mercator (UTM-WGS 84) utilizando-se o método de amostragem dos pixels denominando Nearest Neighbor com polinômio de primeira ordem (CRÓSTA, 2002). Etapa 03 - Correção Atmosférica A presença de pixels espúrios nas imagens, causado por efeitos atmosféricos como poeiras, aerossóis e partículas suspensas entre o sensor e a superfície de captura resultam em valores digitais não equivalentes a diversos alvos presentes na imagem. Para anular os efeitos atmosféricos, resultando em imagens com ND corrigidos, foi utilizada a técnica de subtração dos pixels escuros ou Dark Object Subtraction (DOS) proposto por Chaves (1988). Etapa 04 - Conversão dos Níveis Digitais (DN) em Radiância Os valores dos níveis digitais contidos nas imagens LANDSAT 7 - ETM foram convertidos para radiância e posteriormente transformados em reflectância. 85

3 Os valores utilizados na conversão das imagens foram adquiridos por meio da calibração absoluta dos sensores LANDSAT 7 - ETM após seu lançamento (PRICE, 1987a,b): Etapa 05 - Conversão de Radiância para Reflectância Com intuito de avaliar a evolução espacial e temporal da fragmentação florestal para os anos de 1999 e 2006, as imagens com valores de radiância foram convertidas em imagens reflectância por meio da s equação de PRICE, 1987a,b. Etapa 06 - Classificação supervisionada de imagens orbitais A classificação supervisionada utiliza algoritmos cujo reconhecimento dos padrões espectrais na imagem se faz com base numa amostra de área de treinamento, que é fornecida ao sistema de classificação pelo analista (MOREIRA, 2011). Após a classificação supervisionada foi verificada a acurácia a um patamar superior a 85% conforme estabelecido por Jensen (1986), por meio do coeficiente Kappa, que considera todos os elementos da matriz de erros ao invés de apenas aqueles que se situam na diagonal principal da mesma, ou seja, estima a soma da coluna e linha marginais (BRITO, et al. 2007; BOLFE, et al. 2004). Etapa 07 - Evolução temporal da fragmentação florestal para os anos de 1999 e 2006 Nesta última etapa, de posse dos mapas vetoriais poligonais representativos da fragmentação florestal para os anos de 1999 e 2006, foi quantificada a variação geométrica dos fragmentos florestais tendo como base os bancos de dados espaciais referente aos anos de 1999 e O fluxograma metodológico contendo as 07 etapas necessárias para a implementação da metodologia visando avaliar a evolução temporal da fragmentação florestal para os anos de 1999 e 2006 é apresentado na Figura 2. Figura 2. Fluxograma metodológico contendo as 07 etapas necessárias para avaliação da evolução temporal da fragmentação florestal no município de Castelo- ES, para os anos de 1999 e RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após a geração dos mapas vetoriais poligonais representativos da fragmentação florestal para os anos de 1999 e 2006 (Figura 3), foi possível contabilizar que no ano de 1999 o município de Castelo, ES possuía uma área de 281,84 km 2, o que corresponde a 41,49% da área total do município ocupada por fragmentos de Mata Atlântica, enquanto, o ano de 2006 apresentou 291,80 km² de fragmentos, correspondendo a 42,96% da área total do município. Estando de tal modo acima dos 30% estabelecido pela Organização das Nações Unidas para manutenção de uma boa qualidade de vida humana. 86

4 a) b) Figura 3. Classificação supervisionada de imagem Landsat 7 ETM de 1999 (a) e 2006 (b). Em seguida, identificaram-se primeiramente as áreas totais de desmatamento e regeneração. A área de regeneração foi de 157,63 km² sendo essa, maior que a área desmatada de 147,67 km², durante o mesmo período. Figura 4: - Total das áreas de regeneração e desmatamento nos anos de 1999 e Com base nestes resultados, inferiu-se que houve incremento de 1,47% de floresta referente à área total do município entre o período de 1999 e Todavia, deve-se destacar que a discriminação da cobertura densa se torna mais complexa, geralmente, em regiões com topografia acidentada, como o município de Castelo, devido à presença de sombra, que provoca confusão com a cobertura florestal. CONCLUSÕES: O sensoriamento remoto auxiliou na otimização de tempo como ferramenta para a obtenção de informações através da aerofotogrametria para a evolução da fragmentação. Além disso, observou-se um incremento 3,53% dos fragmentos florestais, em relação a sua área inicial, no intervalo de sete anos para o município de Castelo, ES. 87

5 AGRADECIMENTOS: A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão de bolsa de mestrado e de pós-doutorado, respectivamente. Ao grupo de pesquisa Geotechnology Applied to Global Environment (GAGEN). REFERÊNCIAS: ARANHA, L.B., O Geoprocessamento na Restauração Ecológica: Aplicações atuais e Potencialidades Futuras. In: SIMPÓSIO DE RESTAURAÇÃO ECOLÓGICA: DESAFIOS ATUAIS E FUTUROS. Anais... São Paulo, Instituto de Botânica SMA, p. 344, BOLFE, E. L.; PEREIRA, R. S.; MADRUGA, P. R. A.; FONSECA, E. L. D. Avaliação da classificação digital de povoamentos florestais em imagens de satélite através de índices de acurácia. Árvore, v28, n1, p BRITO, A. D.; MELLO, J. M. D.; CARVALHO, L. M. T. D.; TONELI, C. A. Z.; FERREIRA, M. Z.; SCOLFORO, J. R. S. Avaliação da acurácia do mapeamento da flora nativa e dos reflorestamentos do Estado de Minas Gerais. Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 13 (SBSR), p CHAVES, J. P. S. Na improved dark-object subtraction technique for atmospheric scattering correction of multiespectral data. Remote Sensing of Environment. v.24, p , CRÓSTA, A. P. Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto. Campinas: IG/UNICAMP, p. DAI, X. L.; KHORRAM, S. The effect of image Misregistration on the Acuracy of Remotely Sensed Change Detection. IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing. v.36, n.5., p , FAO State of the World s Forests 2012, by MARTIN, R.M. et al. Food and Agriculture Organization of the United Nations and European Commission Joint Research Centre. Rome, FAO. Disponível em Acesso em: 16 fev FRANÇA, M.M.; FERNANDES FILHO, E.I.; XAVIER, B.T.L. Análise do Uso da Terra no Município de Viçosa-MG Mediado por Classificação Supervisionada com Redes Neurais Artificiais e Maxver. RBGF- Revista Brasileira de Geografia Física. Recife-PE, vol. 2, n.3, set-dez, p , JENSEN, J. R. Introductory digital image processing. Englewood Cliffs: Prentice - Hall, p MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 2. ed.viçosa: UFV, p. NASA: Disponível em: < Acesso em: 20 mai PRICE, J.C., Calibration of satellite radiometric and the comparison of vegetation indices, Remote Sens. Environ. 21:15-27, 1987a PRICE, J.C., Radiometric calibration of satellite sensors in the visible and near infrared: history and outlook, Remote Sens. Environ., 22:3-9, 1987b. SOS MATA ATLÂNTICA/INPE. Atlas dos remanescentes florestais da mata atlântica período SOS MATA ATLÂNTICA/INPE. São Paulo: VIEIRA, C. A. O.; MATHER, P.M.; TSO, B.; MCCULLAGH, M. (1998) Using multitemporal, multi-spectral and multi-source remotely-sensed data to classify agricultural crops. The 24th Annual Conference and Exhibition of the RSS98 (DevelopingInternational Connections), 9th - 11th September, The University of Greenwich, Kent,UK,