Allan Arantes PEREIRA 1 ; Thomaz Alvisi de OLIVEIRA 1 ; Mireile Reis dos SANTOS 1 ; Jane Piton Serra SANCHES 1

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1 5ª Jornada Científica e Tecnológica e 2º Simpósio de Pós-Graduação do IFSULDEMINAS 06 a 09 de novembro de 2013, Inconfidentes/MG APLICAÇÕES DE GEOTECNOLOGIAS NA ANÁLISE ESPAÇO-TEMPORAL DAS TENDÊNCIAS DE OCUPAÇÃO DO SOLO NO MUNICÍPIO DE POÇOS DE CALDAS MG Allan Arantes PEREIRA 1 ; Thomaz Alvisi de OLIVEIRA 1 ; Mireile Reis dos SANTOS 1 ; Jane Piton Serra SANCHES 1 RESUMO Este trabalho objetiva apresentar resultados preliminares do projeto intitulado Monitoramento do uso e ocupação do solo no município de Poços de Caldas-MG no período de 1985 a 2010, por meio de geotecnologias. Além disso, pretende-se criar uma base de dados geográficos do município. Os resultados aqui apresentados são informações referentes às imagens LandSat, registradas e ortorretificadas, e ao índice de vegetação de cada imagem. INTRODUÇÃO Mapas que representam dados cartográficos, qualitativos e quantitativos, sobre a distribuição geográfica dos recursos naturais, são os pontos iniciais de boa parte dos trabalhos voltados ao planejamento ambiental, sendo também, fundamentais para programas de monitoramento desses recursos. Os mapas podem ser gerados com dados coletados aplicando as técnicas de: levantamentos topográficos, rastreio com receptores GNSS (Global Navigation Satellite System), sensoriamento remoto e fotogrametria. Porém, quando se trata do levantamento de informações pretéritas, torna-se impossível levantar dados em campo, seja com a topografia ou mesmo com GNSS. Neste contexto, as técnicas de sensoriamento remoto e de processamento digital de imagens tem sido amplamente utilizadas para obter informações sobre a característica dos mosaicos de ocupação da terra em tempo pretérito (JENSEN, 2009). Outra vantagem é que as imagens adquiridas por sensores imageadores orbitais são armazenadas em um banco de dados, o que possibilita o resgate histórico para uma análise da dinâmica de ocupação do solo. Dentre os diversos sensores imageadores em orbita, destaca-se o programa da série LandSat (Land Remote Sensing Satellite), que teve início em julho de 1972, e foi projetado para a exploração dos recursos terrestres. Entre os satélites desta série, pode-se considerar que maior acervo histórico de imagens registradas e armazenadas foram coletadas com sensores abordo na plataforma do satélite LandSat5 o qual foi lançado em 01 de março de 1984 e desempenhou suas funções até outubro de Desde o seu lançamento até hoje, suas imagens tem sido amplamente utilizadas para levantamento e monitoramento de recursos naturais (CARVALHO & SCOLFORO, 2008). 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais Câmpus Poços de Caldas/MG, allan.pereira@ifsuldeminas.edu.br; thomaz.oliveira@ifsuldeminas.edu.br; mireile.santos@ifsuldeminas.edu.br; jane.saches@ifsuldeminas.edu.br

2 No Brasil, apesar dos avanços na área de mapeamento empregando informações contidas em imagens registradas com sensores orbitais, há de se considerar que exista, ainda, carência de informações temporais-espaciais, em escalas médias, que ofereçam discussões mais pertinentes, no que toca às transformações que a ação antrópica impõe à superfície. Tal fato se deve, em parte, à dimensão territorial do país e também, à falta de uma política voltada ao levantamento destas informações. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é utilizar das geotecnologias para o levantamento de informações espaço-temporal do processo de ocupação do solo no município de Poços de Caldas MG, durante o período de 1985 a MATERIAIS E MÉTODOS Área de estudo: A área de estudo compreende o município de Poços de Caldas MG com 547 km 2, contextualizado no sul do estado de Minas Gerais. A referida área está inserida no Bioma da Mata Atlântica com remanescentes florestais da fitofisionomia floresta estacional semidecidual submontana (CARVALHO & SCOLFORO, 2008). Segundo o Zoneamento Ecológico Econômico de Minas Gerais (SCOLFORO et al, 2007), a área de estudo possui um clima que é caracterizado pela notória umidade elevada com baixas temperaturas, influenciadas pelas regiões serranas e com uma pluviosidade anual acima de 1700 mm e temperaturas amenas. Materiais: As imagens utilizadas neste trabalho são provenientes do sensor TM (Tematic Mapper) do satélite LandSat5. A escolha destas imagens se deve ao fato de serem amplamente utilizadas em estudos de monitoramento do uso do solo (PONZONI, 2007; LIU, 2007, CARVALHO, 2008). Também, considerou-se a disponibilidade de uma série história e a facilidade de acesso a estas informações, uma vez que estas são fornecidas gratuitamente pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). As imagens deste sensor possuem uma resolução espacial de 30 x 30 m, com tempo de revisita de 16 dias e sua resolução radiométrica é de 8 bits. Foram selecionadas quatro imagens (Tabela 01) do satélite LandSat5. Na escolha das imagens foi considerado a ausência de nuvens e priorizadas imagens da época de seca na região (entre junho e setembro). Tabela 01: Imagens do senhor TM utilizadas no trabalho. DATA SATÉLITE ORBITA PONTO 02/07/85 LandSat /08/89 LandSat /07/05 LandSat /08/10 LandSat

3 Metodologia O pré-processamento das imagens consistiu no registro, na correção cartográfica, e na geração do índice da vegetação por diferença normalizada (NDVI). O registro foi realizado tendo como referência as imagens adquiridas do projeto GeocoverTM que é uma parceria entre a NASA (National Aeronautics and Space Administration) e a Universidade de Maryland, onde se produz conjuntos de imagens LandSat ortorretificadas que são utilizadas como base para correções geométricas (CARVALHO 2006). Dessa forma, foram coletados dez pontos de controle nas imagens Geocover, e em cada imagem LandSat5, com desvio padrão menor que um pixel. A correção cartográfica foi realizada por meio do sistema de equações polinomiais de primeiro grau e a reamostragem dos pixels pelo vizinho mais próximo, por meio do software ENVI 4.5. Após estas correções, todas as imagens foram registradas e passaram a ter o mesmo sistema de projeção e de referência, ou seja, UTM - WGS 84. Após as correções geométricas, os dados de números digitais foram transformados para reflectância. Esta transformação foi realizada utilizando a ferramenta de calibração atmosférica do ENVI. Também foi gerado o NDVI ( para cada conjunto de ima ens uma normali a o da resposta espectral da ve eta o, resultando num intervalo de -1 a 1 (ROUSE et al., 1973). O índice é calculado através da seguinte fórmula: NDVI = (NIR VIS)/(NIR + VIS) onde; NDVI= Índice de normalização da diferença da vegetação. NIR= refletância no infravermelho próximo, banda 4 do sensor TM 0,76 0,90 μ. VIS = refletância no infravermelho, banda 3 do sensor TM 0,63 0,69 μ. RESULTADOS E DISCUSSÃO O pré-processamento resultou nas imagens já previamente preparadas para a classificação digital e para gerar imagens diferença entre os períodos. Estes dados serão utilizados para a análise de mudanças do uso do solo. A Figura 1 apresenta o recorte da imagem do satélite LandSat 5, sensor TM, do município de Poços de Caldas registradas, bem como o índice de vegetação NDVI, correspondente aos anos de 1985, 1989, 2005 e 2010.

4 a ) b) c) d) e) f) g) h) Figura 1. Recorte das Imagens LandSat5 do município de Poços de Caldas-MG, composição colorida RGB dos anos de a)1985; b)1989); c)2005; d) 2010 e imagens do índice de vegetação NDVI dos anos de e)1985; f)1989); g)2005; h) 2010; com correções geométricas e cartográficas.

5 Ainda que preliminarmente, foi possível analisar visualmente, pelos recortes nas imagens, que a silvicultura do eucalipto teve um crescimento expressivo no município, principalmente nas regiões oeste e sudoeste, com uma tendência de crescimento ao norte do município, atrás da serra de São Domingos. Mais detalhamentos serão apresentados ao final da pesquisa, quando a classificação destas imagens estiver completa, podendo subsidiar estas e outras análises referentes às mudanças de uso do solo no município. CONCLUSÕES Este trabalho apresentou resultados parciais do pré-processamento digital de imagens orbitais. Estes resultados relacionam-se à fase de pré- processamento das imagens que serão utilizadas na classificação dos usos do solo. A próxima etapa deste trabalho será a confecção dos mapas de ocupação da terra, através da classificação orientada a objetos destas imagens pré-processadas. A segmentação da imagem será realizada por meio da utilização do algoritmo de multiresolução espectral e a classificação por meio do algoritmo do vizinho mais próximo, com base nas características médias espectrais das bandas, no NDVI e outros atributos dos objetos segmentados. AGRADECIMENTOS Nossos agradecimentos ao IFSULDEMINAS pelo apoio financeiro que possibilitou a execução deste trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CARVALHO, L. G. et al. oneamento Ecol ico Econ mico de Minas Gerais - ZEE. In: Componente geofísico e biótico: Clima In: CARVALHO, L. M. T.; SCOLFORO, J. R. S. Inventario florestal de Minas Gerais: monitoramento da flora nativa Lavras: Ufla, p. JENSEN, J. R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres o os os ampos: ar ntese, p rad os arlos eves Epiphanio et al PONZONI, F. J. SHIMABUKURO, Y. E. dos ampos: ar ntese, 200 v 1, 135 p o os ROUSE, J.W. et al. Monitoring Vegetation Systems in the great plains with ERTS. IN.: NASA EARTS SYMPOSIUM. V p. 309.