IMAGENS LANDSAT 5 COMO SUBSÍDIO PARA MAPEAMENTO TÉRMICO SUPERFICIAL EM GARANHUNS-PE

Transcrição

1 IMAGENS LANDSAT 5 COMO SUBSÍDIO PARA MAPEAMENTO TÉRMICO SUPERFICIAL EM GARANHUNS-PE Felippe Pessoa de Melo 1, Rosemeri Melo e Souza 2 1 Geógrafo, Pesquisador, GEOPLAN, GESSANE, Professor da AESGA/FACEG, Garanhuns-PE, felippemelo@hotmail.com 2 Geógrafa, Pesquisadora do CNPq, GEOPLAN, Professora Associada do Dep. de Eng. Ambiental, UFS, Aracaju-SE, rome@ufs.br RESUMO: A pesquisa teve como finalidade analisar as temperaturas superficiais do solo, no município de Garanhuns-PE, correlacionando o componente térmico com o crescimento urbano e a maximização das áreas rurais utilizadas para atividades agrárias. A capacidade do solo de reter calor, influência nos processos físicos (dilatação e contração da estrutura rochosa), biológicos (desenvolvimento da cobertura vegetal) e químicos (propriedades do solo). Dessa forma, foram selecionadas imagens Landsat 5, banda 6, devido sua susceptibilidade de captar contrastes térmicos na superfície. O critério de escolha dos intervalos temporais foi optar por usar imagens, que representassem o semestre mais frio e quente, com a menor cobertura de nuvens possível, para que os resultados não fossem comprometidos, sendo assim utilizaram-se dados referentes aos anos: 1987, 09/05-13/08; 2001, 07/05-12/09 e 2010, 24/05-29/09. Para conversão dos 256 níveis de cinza de cada imagem (banda 6) em temperaturas, foi utilizado o software IDRISI, v. selva, sendo criadas seis classes temáticas, com a finalidade de viabilizar o processo de interpretação das informações. Em seguida os rasters foram exportados no formato geotiff, para o SIG ArcGIS, v. 10, onde foi realizada a confecção das cartas temáticas. As médias térmicas mais elevadas estão concentradas na porção norte do município. PALAVRAS-CHAVE: mapeamento térmico, temperaturas, geomorfologia. INTRODUÇÃO: O município de Garanhuns-PE está localizado entre as coordenadas: -8 51' 37" / ' 40" e ' 06" / ' 52", conforme a Figura 1. Apresenta uma média topográfica de 850m, está sob o domínio do clima Mesotérmico Tropical de Altitude. Conforme o INMET (2013) tem uma precipitação média anual de 80 mm, com temperaturas amenas, 21,6 c. Seu processo de uso e apropriação do solo foi marcado pela remoção da cobertura vegetal (Mata Atlântica), em detrimento de monoculturas (café, algodão...) a depender do ciclo econômico vigente e por um intenso processo de urbanização (horizontal e vertical). Essas ações maximizaram a penetração da luz solar no solo, provocando o aumento de suas temperaturas. Podendo vir a causar: aumento das taxas de evaporação superficial, perda de produtividade, formação de ilhas de calor, redução de atividade microbiana, proliferação de endemias ou epidemias (dengue)... No caso da área em questão existe elevada carência de dados, em uma escala espacial compatível que possibilite uma análise fidedigna da dinâmica termal superficial do solo. Impossibilitando ações/medidas mais efetivas. Com a finalidade de contribuir para minimizar a carência de dados e de procedimentos metodológicos de fácil aplicabilidade a baixo custo, a presente pesquisa realizou uma análise temporal, das temperaturas superficiais do solo. Tendo como referência, as imagens Landsat 5, banda 6, dos anos de: 87, 09/05-13/08; 2001, 07/05-12/09 e 2010, 24/05-29/09. As quais apresentam 196 níveis de cinza e possuem uma resolução espacial de 120m. Para converter os tons de cinza em temperatura, foi utilizado o programa IDRISI, v. selva. Deve-se resaltar que não se realizou TDI/PDI, logo cada tom referia-se a uma determinada temperatura. Em seguida os dados foram exportados para o SIG ArcGIS, v. 10, para confecção das cartas temáticas, em grande escala (1:3.750). Possibilitando análises detalhadas da dinâmica térmica superficial. 423

2 Figura 1- Mosaico da localização da área de estudo. MATERIAL E MÉTODOS: Os dados da área de estudo foram adquiridos do satélite Landsat 5, sensor TM (Thematic Mapper), orbita 215, ponto 66. A banda utilizada foi a 6 (infravermelho termal), no formato geotiff, com resolução espacial de 120m e radiométrica de 8 bits. A qual apresenta sensibilidade a oscilações térmicas na superfície. Os intervalos temporais para aquisição das imagens foram: 9 de maio e 13 de agosto de 1987; 7 de maio e 12 de setembro de 2001; 24 de maio e 29 de setembro de O que definiu os intervalos dos anos foi à disponibilidade das imagens, com cobertura de nuvens de máximo de 50% (quadrante/cena). Os intervalos dos meses seguem o critério anterior, mas o fundamento de que os rasters tinham que representar o semestre com maiores oscilações térmicas. Em seguida os dados foram levados para o ambiente do IDRISI, v. selva, sem realizar o processo de Tratamento Digital de Imagem-TDI ou Processamento Digital de Imagens-PDI, pois os níveis de cinza estão atrelados às temperaturas. Dessa forma a realização de correções de tons para melhor percepção (visual), da imagem comprometeria os resultados térmicos. No programa ocorreram os seguintes procedimentos em cada imagem: importação; agrupamento dos 188 níveis de cinza em seis classes (0-30, 31-62, 63-93, , , ); conversão para termal (processamento de imagem / transformação / termal), nesse processo gerou-se um produto com termais que se iniciavam em -68 c e terminavam em 44 c, ficando nítida a existência de classes termais incompatíveis com a termodinâmica da banda, em seguida a imagem foi exportada no formato geotiff. No ambiente do SIG ArcGIS, v 10, removeu-se o background/fundo, o que possibilitou visualizar apenas os pixels que estavam na poligonal da banda, de forma que esses valores foram agrupados em seis classes, para confecção das respectivas cartas temáticas na escala de 1:3.750 km, o que possibilitou uma análise mais detalhada, da termodinâmica da superfície dos objetos. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Analisando a dinâmica térmica de 1987 (maio), observa-se que a oscilação é de 13,7 c; conforme Figura 2. As temperaturas mais elevadas (31,3 a 35,8 c) encontramse concentradas na porção norte. Em agosto, a diferença térmica chega a atingir 24,1 c, com as temperaturas mais elevadas ficando entre 27,9 e 34,5 c. Entre as disparidades térmicas do período com maior temperatura e com menor, a variação chega a 10,4 c. A maior variação térmica em 2001 (maio) foi de 9,8 c, conforme a Figura 3. Estando as temperaturas mais elevadas entre 23,5 e 27 c. O mês de setembro pode atingir uma disparidade térmica de 13,4 c. Nesse ano a variação térmica entre os períodos mais quentes e mais frios foi mais amena (3,6 c). Em maio de 2010, as menores temperaturas ficaram entre 9,25 e 11,4 c, de acordo com a Figura 4. As temperaturas mais elevadas variaram de 19,7 a 25,5 c. A maior variação térmica foi 16,25 c. Em 424

3 setembro as maiores temperaturas oscilaram de 26,8 a 32,6 c. Sua maior variação termal é de 16,5 c. Entre maio e setembro a disparidade térmica é de 0,25 c. Confrontando as informações referentes aos intervalos temporais analisados, 1987 foi o ano que apresentou as maiores temperaturas, chegando a 35,8 c, conforme Gráfico 1. Ocorrendo as menores temperaturas em 2010 (9,25 c). Figura 2- Dinâmica térmica da superfície dos solos de Garanhuns-PE, em Figura 3 - Dinâmica térmica, da superfície dos solos de Garanhuns-PE, em

4 Figura 4 - Dinâmica térmica, da superfície dos solos de Garanhuns-PE, em Gráfico 1 - Dinâmica térmica superficial do solo. Correlacionando as informações supracitadas com o processo de crescimento urbano do município e a expansão das áreas rurais utilizadas para prática de atividades agrárias, destacam-se dois processos. O primeiro está ligado ao crescimento da poligonal urbana, com a remoção da cobertura vegetal de forma inadequada (não deixando áreas verdes para amenizar a sensação térmica), e com o transcorrer dos anos essas áreas foram sofrendo reparos estruturais, que visavam amenizar os problemas causados pelo modelo de crescimento empregado. Dentre elas destaca-se a pavimentação das ruas, ação essa que maximizou a área impermeabilizada do solo e ampliou a absorção de calor nos locais em questão. Deve-se ressaltar que se esse processo tivesse ocorrido preservando as árvores nos transcorrer das ruas, o impacto não teria ocorrido de forma tão brutal. Mas para isso as calçadas do município teriam que ter a largura adequada, coisa que é incomum, principalmente nos bairros mais pobres. Atualmente existem iniciativas dos órgãos governamentais, que incentivam a população a plantar árvores na cidade, mas como já foi ressaltado antes o problema está na falta de espaço. Então essas novas mudas são plantadas em sua maioria em praças públicas, escolas... Outro ponto importante nessa iniciativa é que as mudas são doadas pela Prefeitura Municipal de Garanhuns, através do local chamado popularmente de sementeira. 426

5 O segundo fenômeno, acontece nas áreas rurais e para sua compreensão, faz-se necessário remontar um breve histórico dos ciclos econômicos agrários municipais. Até 1965, o município tinha como característica principal a prática de atividades agrárias que envolviam grandes quantidades de mão de obra, destacando-se os ciclos do algodão e café, devido a pouca empregabilidade de tecnologia, mas a partir de 1965 o governo brasileiro através do Instituto Brasileiro do Café-IBC, deu início uma política nacional de erradicação do café em áreas consideradas de baixa produtividade, e Garanhuns encaixava-se nesse perfil. Sendo assim essa monocultura foi substituída por uma atividade econômica de caráter agrário, mas não agrícola (criação de gado leiteiro), o que provocou uma reestruturação do espaço rural, por causa da necessidade de implantação de extensas áreas para o gado pastar. Com a redução da cobertura vegetal remanescente, essas localidades passaram a absorver mais a radiação solar. Destacando-se a porção sotavento do município, que é um local de transição para regiões de clima semiárido, sendo assim sua predisposição natural a temperaturas mais elevadas foi ampliada. CONCLUSÕES: A utilização do software IDRISI, v. selva, demonstrou-se satisfatória no processo de conversão dos 196 níveis de cinza, da banda 6 do satélite Landsat 5 em classes temáticas termais. De forma que as cores mais quentes representaram as temperaturas mais elevadas. Analisando esses produtos, foi possível identificar que as áreas que possuem as maiores temperaturas, estão concentradas na porção norte do município e de forma mais amena a oeste. Os rasters referentes às temperaturas, também foram satisfatórios/compatíveis, no processo de exportação para o ambiente do SIG ArcGIS, possibilitando a confecção das cartas temáticas, na escala espacial de 1: Mas devese salientar que apenas analisar os dados por si só não explicariam o comportamento termal municipal, logo se fez necessária uma reconstituição histórica dos processos (econômicos, sociais...), que desencadearam a estruturação espacial municipal. Destacando a política nacional de erradicação do café implantada pelo Instituto Brasileiro do Café-IBC em 1965, logo desencadeou um crescimento urbano acelerado e desordenado na área urbana e uma aceleração do desmatamento para implantação de pastagens para o gado leiteiro. AGRADECIMENTOS: Gostaria de agradecer ao: Grupo de Pesquisas em Geoecologia e Planejamento Territorial - GEOPLAN, Grupo de Estudos Sistêmicos do Semiárido do Nordeste - GESSANE, Núcleo de Pós-Graduação em Geografia - NPGEO/UFS, Programa de Pós-Graduação em Geociências e Análises de Bacias - PGAB/UFS, Autarquia do Ensino Superior de Garanhuns - AESGA/FACEG. REFERÊNCIAS: FITZ, P. R. Geoprocessamento sem Complicação. 3 ed. São Paulo: Oficina de Textos, p. ISBN FLOREZANO, T. G. Iniciação em Sensoriamento Remoto. 3 ed. São Paulo: Oficina de Textos, p. ISBN IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Banco de Dados. Disponível em: < Acesso em 01 de jan INMET - Instituto Nacional de Meteorologia. Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa. Disponível em: < php?r=bdmep/bdmep>. Acesso em: 21 de dez INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Banco de Dados Geomorfométricos do Brasil. Disponível em: < Acesso em: 28 de dez JENSEN, J. R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. São José dos Campos: Parêntese, p. MASCARENHAS, N. D. D.; CORREIA, V. R. M. Medidas de qualidade de estimadores de proporções de classe dentro de um pixel de imagem de satélite. São José dos Campos: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, p. MENDONÇA, F. & DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. 2 ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2011, 206 p. ISBN SANTOS, M. Urbanização Brasileira. 1ed. São Paulo: HUCITEC, p. ISBN

6 ORTIZ, G. F. & AMORIM, M. C. C. Ilhas de Calor em Cândido Mota/SP: algumas considerações. Revista Formação Online, São Paulo, v. 1, n 18, p , SETTE, H. Origem e Evolução Urbana de Garanhuns. Boletim Carioca de Geografia, Rio de Janeiro, v.9, n. 1-2, p.37-48,