V SIGA Ciência (Simpósio Científico de Gestão Ambiental) V Realizado dias 20 e 21 de agosto de 2016 na ESALQ-USP, Piracicaba-SP.

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1 EIXO TEMÁTICO: Tecnologias APLICAÇÃO DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO POR DIFERENÇA NORMALIZADA (NDVI) E DIAGNÓSTICO DO RELEVO NA SUB- BACIA DO RIBEIRÃO DOS BAGRES ATRAVÉS DE FERRAMENTAS DE GEOPROCESSAMENTO Gabriel Rodrigues Nascimento 1 Julia Curto 2 Tatiana Diniz Gonçalves 3 RESUMO: O presente trabalho teve como principal objetivo realizar uma análise ambiental visando o diagnóstico de relevo e do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), através do Modelo Digital de Elevação (MDE) do TopoData e da imagem Landsat-8 (sensor OLI), utilizando Sistemas de Informações Geográficas e Processamento Digital de Imagens. A área de estudo é a sub-bacia do Ribeirão dos Bagres, situada nos municípios de Franca/SP e Restinga/SP, inserida na bacia do Rio Grande, próxima à divisa de São Paulo e Minas Gerais. O processamento dos dados permitiu uma representação da distribuição espacial da paisagem e integração de dados com resultados satisfatórios. Não foi diagnosticada a presença de áreas de preservação permanente com declividade superior a 45 graus. O NDVI permitiu visualizar as áreas com menor densidade de vegetação e com necessidade de maior atenção. A altitude na sub-bacia variou entre 640 e metros. Palavras-chave: Áreas de Preservação Permanente; Ribeirão dos Bagres; Sistemas de Informações Geográficas. 1. INTRODUÇÃO As bacias hidrográficas são as unidades de gestão primordiais para a redução de impactos ambientais, sendo base para aplicação de medidas preventivas voltadas para a restauração florestal das matas ciliares, visando à manutenção da qualidade da água e do solo. Tais práticas evitam erosões, deslizamentos de terra e contribuem para conservação do fluxo gênico e da biodiversidade. De acordo com Lima e Zakia (2004), bacias hidrográficas são sistemas abertos que recebem energia de agentes climáticos e perdem energia do deflúvio, podendo ser descritas em termos de variáveis interdependentes, que oscilam em torno de um padrão e, desta forma, mesmo quando perturbadas por ações antrópicas, encontram-se em equilíbrio dinâmico. O NDVI, ou índice de vegetação da diferença normalizada, é um índice que ressalta diferenças existentes entre o solo e a vegetação, além de indicar a proporção e a condição da vegetação verde com base no conteúdo de água interno à vegetação. O objetivo deste trabalho visa trazer subsídios para diagnósticos ambientais com uso de técnicas de geoprocessamento, como a geração de mapas temáticos de relevo e o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), aplicados à sub-bacia do Ribeirão dos Bagres. Esta 1 Engenheiro Florestal, Especialista em Geoprocessamento, Consultor. <grnas83@gmail.com>. 2 Professora Doutora, Instituto de Geociências, UnB. 3 Professora Doutora, Instituto de Geociências, UnB. <tathidg@gmail.com>.

2 área mostra ausência de estudos e o presente trabalho poderá ser utilizado como base para planos de restauração florestal das matas ciliares inseridas na sub-bacia, assim como servir de exemplo para levantamento e análise ambiental em outras unidades de gestão dos recursos hídricos. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Área de estudo A sub-bacia do Ribeirão dos Bagres está inserida na Bacia Hidrográfica do Rio Grande e na sub-bacia do Rio Sapucaí Mirim, abrangendo os municípios de Franca e Restinga, situados no nordeste do Estado de São Paulo (Figura 1). Ocupando uma área de aproximadamente 274,75 Km², ou hectares, a sub-bacia em questão possui boa parte de suas nascentes primárias inseridas na área urbana do município de Franca-SP, sendo este curso d agua um dos principais afluentes do Rio Sapucaí Mirim. A sub-bacia do Ribeirão dos Bagres se localiza na província geomorfológica das Cuestas Basálticas do nordeste Paulista, situada a uma altitude média de metros (em planalto variando de 640 a metros) Base de dados A metodologia adotada nesse trabalho utilizou dados de Sensoriamento Remoto, integrados e analisados em Sistemas de Informação Geográfica. As imagens e base de dados foram processadas nos softwares ENVI 5.1 e ArcGIS Os dados da rede hidrográfica da sub-bacia foram disponibilizados pela Agência Nacional das Águas e gerados pela vetorização das cartas topográficas da bacia do Rio Grande, nas escalas 1: e 1: A delimitação da sub-bacia foi realizada manualmente, considerando as curvas de nível e as divisas de municípios do IBGE. Os mapas temáticos para diagnóstico do relevo foram gerados com base no modelo digital de elevação do TopoData (INPE, 2008) e o NDVI gerado a partir da imagem Landsat 8/OLI de Junho de Metodologia Para a geração dos mapas de declividade e hipsometria, foram aplicados os comandos Fill, Contour e Topo to Raster no Software ArcGIS. A simbologia da declividade seguiu a tabela de classificação de relevo da EMBRAPA (2009), buscando demonstrar os tipos que ocorrem dentro da área. (Quadro 1).

3 Quadro 1. Classificação do tipo de relevo conforme a declividade segundo a EMBRAPA. Declividade (%) Relevo 0 a 3 Plano 3 a 8 Suave Ondulado 8 a 20 Ondulado 20 a 45 Fortemente Ondulado 45 a 75 Montanhoso > 75 Fortemente Montanhoso Fonte. EMBRAPA (2009) Para uma análise mais detalhada da vegetação foi gerado o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) proposto por Rouse et al. (1973), que permite fazer análises sobre a cobertura vegetal de determinada região em diversas escalas, sendo de grande utilidade para fins ambientais. O índice é obtido pela razão entre a diferença das bandas de reflectância do infravermelho próximo (NIR) e a reflectância do vermelho (R), dividida pela soma das mesmas. O índice foi obtido pelo comando Band Math do software ENVI. Para o cálculo do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada, foi utilizada a expressão proposta por Rouse (1973): NDVI = (NIR R) / (NIR + R) Uma das vantagens de se utilizar o referido índice é que ele reduz possíveis efeitos topográficos da imagem e seus valores são obtidos em escala de medida linear, variando entre -1 e 1. Entretanto, segundo Jensen (2009), uma das limitações deste índice é que ele sofre influência da radiância de trajetória atmosférica, apresenta saturação em relação a altos valores de Índice de Área Foliar (IAF) e tem sensibilidade às mudanças do substrato do dossel. No caso do satélite Landsat 8/OLI as bandas do infravermelho próximo (NIR) e o vermelho (R), utilizadas neste estudo, correspondem respectivamente as bandas 5 e 4 do sensor OLI. As superfícies com presença de vegetação têm valores positivos de NDVI enquanto que superfícies sem vegetação têm valor nulo. Regiões com água ou nuvens tende a ter valores negativos. Quanto mais densa e desenvolvida for a cobertura vegetal, mais próximo do extremo positivo são os valores de NDVI. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Com o resultado do NDVI na sub-bacia de trabalho é possível observar uma maior densidade de vegetação na zona sul da mancha urbana da cidade de Franca. As áreas esverdeadas representam ausência de vegetação, e se destacam na mancha urbana e nos solos expostos, áreas onde o solo não está sendo cultivado. O vermelho mais intenso pode ser observado em áreas com vegetação nativa e também onde são cultivadas culturas perenes, principalmente o café, com destaque para as áreas rurais com maior altitude. As áreas amarelas

4 representam carreadores, rodovias, vegetação pouco densa, e locais onde a cultura cultivada está em estágio inicial de desenvolvimento. A B Figura 1. (A) Mapa de localização; (B) NDVI da sub-bacia do Ribeirão dos Bagres 3.2. Relevo O diagnóstico de relevo é importante na análise ambiental porque traz informações sobre as áreas mais susceptíveis a erosões e demonstra a variação da altitude, além de possibilitar a estimativa das declividades e encostas (Figura 2). A B Figura 2. (A) Mapa Hipsométrico; (B) Mapa de Declividade

5 A altitude na sub-bacia variou entre 640 metros e metros, basicamente crescendo no sentido SO-NE. A hipsometria foi demonstrada com a classificação de 10 classes, a cada 40 metros. A declividade foi classificada conforme a tabela da EMBRAPA, e não foi observado declive superior a 45 graus, ou 100%. A predominância foi de relevo suave ondulado e ondulado, ocorrendo ainda com menores taxas, relevo plano e forte ondulado. É importante ressaltar que na prática podem ocorrer situações de declividade superior a 100%, sendo classificadas assim como APPs. Porém as imagens com resolução de 30 metros não possibilitam tal diagnóstico com alta precisão. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS O estudo realizado permitiu uma análise ambiental significativa da região da sub-bacia do Ribeirão dos Bagres e traz subsídios pertinentes para a fiscalização e monitoramento ambiental. São observadas áreas que necessitam de maior atenção quanto à necessidade de recuperação da vegetação nativa, principalmente nas regiões de nascentes. A sub-bacia está tomada em sua maioria pelo cultivo da cana-de-açúcar e nos pontos de maior altitude por plantações de café. Ao longo dos córregos é possível observar as áreas de maior degradação no mapa do NDVI. Contudo, constatou-se que o processamento de dados utilizado neste estudo, como o NDVI e a classificação do relevo, são fundamentais e de grande valia à interpretação e diagnósticos de APPs degradadas. REFERÊNCIAS CÂMARA, G. Anatomia de Sistemas de Informação Geográfica: visão atual e perspectivas de evolução. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOPROCESSAMENTO, 2, 1993, São Paulo. Anais. São Paulo, SP: USP, EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Rio de Janeiro, 2009: EMBRAPA - SPI, 412p. JENSEN, J. R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. 2ed. São José dos Campos: Parêntese, 2009, 604 p. LIMA, W.P.; ZAKIA, M.J.B. Hidrologia de matas ciliares. In: RODRIGUES, R.R.; LEITÃO FILHO, H.F. Matas ciliares: conservação e recuperação. 2. ed. São Paulo: EDUSP/Fapesp, cap.3, p LIMA, W.P. Função hidrológica da mata ciliar. In SIMPOSIO SOBRE MATA CILIAR, 1989, São Paulo, Anais. Fundação Cargill. p ROUSE, J.W.; Haas, R.H.; Schell, J.A.; Deering, D.W. Monitoring vegetation systems in the greatplains with ERTS. In Earth Resources Tecnology Satellite - 1 Symposium,3, Proceedings. Washington, 1973, v.1, Sec. A, p

6 VALERIANO, M. M. Topodata - banco de dados geomorfométricos locais do Brasil Disponível em: Acesso em: Nov/2015.