CLASSIFICAÇÃO DO USO E COBERTURA DO SOLO NO LITORAL SUL DE ALAGOAS UTILIZANDO O PRODUTO MODIS-EVI

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1 CLASSIFICAÇÃO DO USO E COBERTURA DO SOLO NO LITORAL SUL DE ALAGOAS UTILIZANDO O PRODUTO MODIS-EVI Gedson Silva Cunha*¹; Ana Carolina Sarmento Buarque²; Rosângela Sampaio Reis³ ¹Bolsista do PIBIC/UFAL, Graduando de Engenharia Ambiental e Sanitária UFAL, gedsoncunha@gmail.com ²Colaboradora do PIBIC/UFAL, Graduanda de Engenharia Ambiental e Sanitária UFAL, acsbuarque@gmail.com ³Professora do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária CTEC/UFAL, rosangelareis_al@hotmail.com Resumo Este trabalho tem como objetivo apresentar o estudo do uso e cobertura do solo no litoral sul do estado de Alagoas, tendo em vista o relevante crescimento urbano que vem ocorrendo nessa área nos últimos anos. Foram utilizados dados de EVI de 350 pontos do sensor MODIS, em uma série temporal de abril de 2000 a abril de Nove classes de uso e cobertura do solo foram criadas para identifica-los visualmente a partir de imagens de satélite. Selecionados cerca de 10 pontos amostrais para cada classe, foram calculados o valores médios de EVI para as mesmas em determinado período. Foi observado que os valores de EVI mostraram-se representativos para a maioria das classes definidas. Chegando, em alguns casos, a se aproximar ao de classes semelhantes em outros estudos. Palavras-Chave: MODIS-EVI, uso do solo, classificação LAND USE CLASSIFICATION IN THE SOUTH COAST OF ALAGOAS USING MODIS-EVI PRODUCT Abstract This work have the objective to present the study of land use and land cover in the south coast of the state of Alagoas, in view of the relevant urban growth that has occurred in this area in recent years. It was used EVI data from 350 points from MODIS sensor, between April 2000 and April Nine classes of land use and land cover was choosen to identify them visually using satellite images, from google earth tool. It was chosen 10 sampling points for each class and calculated the medium EVI values of XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 them. It was observed that EVI values are representative for the most classes defined and in some cases they was close from values to similar classes from other studies. Keywords: MODIS-EVI, land use, classification INTRODUÇÃO O litoral sul do estado de Alagoas é um grande atrativo turístico devido suas praias, artesanato e culinária, sendo uma região economicamente importante para a população que tem como fonte de renda esses setores. Essa região vem sofrendo um grande crescimento urbano, boa parte devido à construção de grandes condomínios residenciais. É necessário que esse desenvolvimento aconteça de forma organizada e ordenada para que seja ambientalmente, socialmente e politicamente menos impactante. As técnicas de sensoriamento remoto possibilitam identificar padrões de uso e cobertura do solo, permitindo um monitoramento sazonal e o acompanhamento das alterações ocorridas em determinadas áreas (Antunes et al., 2012). Uma das ferramentas para o sensoriamento remoto é o sensor MODIS ( Modarete Resolution Imaging Spectroradiomenter ), que foi lançado, a bordo do satélite terra, em 1999, apresentando um grande número de bandas espectrais disponíveis e com resolução variando de 250 m a 1 km (Justice et al., 1998). Um dos produtos do MODIS é o EVI ( Enhanced Vegetation Index ), este foi desenvolvido para aperfeiçoar o sinal da vegetação, melhorando a sensibilidade em regiões com maiores densidades de biomassa, além do monitoramento da vegetação através de uma ligação do sinal de fundo do dossel e a redução das influências atmosféricas (Paiva et al., 2010). MATERIAIS E MÉTODOS Foram utilizadas imagens de satélite obtidas através do software Google Earth para escolha da área de estudo, sendo observada a ocupação ao longo do litoral sul do estado. A partir da escolha da área, foi adquirida uma imagem de satélite da mesma, disponível no catálogo de imagens do site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, que serviu de base para a criação dos pontos de consulta dos dados de EVI. Essa imagem foi convertida do formato geotiff/tiff, disponibilizadas pelo site, para o formato raster. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 Uma vez convertida, a imagem foi trabalhada no software Idrisi. Onde foi criada uma malha de quadrados com medidas de 300x300m, para auxiliar na criação dos pontos. Estes foram distribuídos com um espaçamento de aproximadamente 400 metros e cobrindo cerca de dois quilômetros da costa. Depois de criados, os pontos foram convertidos e exportados, nos formatos.shp,.dbf,.shx e.prj, para o site do INPE. Onde foram baixados os dados de EVI, com espaçamento temporal de 16 dias, de abril de 2000 a abril de 2013, de 350 pontos. A partir de imagens da ferramenta Google Earth, cenas de 2010 a 2013, foi feita uma classificação visual da área a qual os dados de EVI foram coletados. Foram criadas 9 classes distintas (Tabela 1), a escolha das mesmas se deu com base na classificação feita por Lima (2013) em um estudo na região metropolitana de Maceió. Após a classificação visual, foi feita uma amostragem de 10 pontos para cada classe, exceto para aquelas que obtiveram um número inferior de representações, sendo, nesse caso, utilizado o número máximo de pontos compreendidos. A partir dessa amostragem foi realizada uma análise gráfica de cada ponto, com o intuito de verificar alterações no padrão de variação do EVI, dos anos de 2000 a 2013, para que em seguida fossem calculadas as médias do índice de vegetação, tendo como base os anos de 2010, 2011, 2012 e 2013, por estarem mais próximos ao período da classificação visual feita pela ferramenta Google Earth. A média de EVI para as classes foi obtida da média de EVI de cada um dos pontos de cada classe. Tabela 1 Classes de uso e cobertura do solo Classificação Solo parcialmente urbanizado com vegetação rasteira Solo urbanizado Solo parcialmente urbanizado com vegetação densa e rasteira Cultura de cana de açúcar Predominância de vegetação rasteira Vegetação densa e rasteira Predominância de vegetação densa Água Água e vegetação RESULTADOS E DISCUSSÃO XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 A partir da escolha das classes e classificação visual, foi feita a quantificação de pontos pertencentes a cada uma delas (Tabela 2). Podemos observar, de acordo com o gráfico 1, uma grande quantidade de pontos que apresentam vegetação densa e rasteira, seguidos de solo urbanizado e predominância de vegetação rasteira. Tabela 2 Quantificação dos pontos por classe Classificação Qt. de pontos Solo parcialmente urbanizado com vegetação rasteira 32 Solo urbanizado 66 Solo parcialmente urbanizado com vegetação densa e rasteira 43 Cultura de cana de açúcar 13 Predominância de vegetação rasteira 51 Vegetação densa e rasteira 78 Predominância de vegetação densa 30 Água 28 Água e vegetação 9 Total 350 Gráfico 1 Quantidade de pontos por classe Verifica-se no gráfico 2 que o EVI médio para a cultura de cana de açúcar e predominância de vegetação densa encontra-se próximo de 0,42. Esse resultado se aproxima da média de EVI de 0,39 encontrada para cultivos agrícolas em estudos feitos por Paiva et al. (2010). Também podemos observar nesse gráfico que os valores de EVI médios para vegetação densa e rasteira e solo parcialmente urbanizado com vegetação densa e rasteira encontram-se próximos a 0,35. Sendo o valor do segundo menor que o primeiro (Tabela 3), possivelmente devido à urbanização parcial. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Gráfico 2 Média de EVI por classe Podemos verificar, na Tabela 3, o mesmo caso de proximidade dos valores médios de EVI de 0,32, da situação anterior, para a predominância de vegetação rasteira e solo parcialmente urbanizado com vegetação rasteira, onde novamente o segundo possui o EVI médio menor, possivelmente pelo mesmo motivo do caso anterior. Para o solo urbanizado foi observado um valor médio de EVI (Tabela 3) de 0,26 que se encontra próximo a 0,22, encontrado em estudos anteriores por Paiva et al. (2010). O valor médio de EVI para a água foi de 0,07, que segundo Paiva et al. (2010) se dá devido a pouca quantidade de biomassa verde presente nos fitoplânctons. Na classe água e vegetação o valor médio de EVI foi de 0,22, esse valor se encontra próximo ao valor do solo urbanizado, porém aquela é originado na mistura de duas classes com valores totalmente distintos, como mostrado na Tabela 3. Tabela 3 Valores de EVI médio Classificação EVI Médio Solo parcialmente urbanizado com vegetação rasteira 0,32 Solo urbanizado 0,26 Solo parcialmente urbanizado com vegetação densa e rasteira 0,35 Cultura de cana de açúcar 0,42 Predominância de vegetação rasteira 0,32 Vegetação densa e rasteira 0,35 Predominância de vegetação densa 0,42 Água 0,07 Água e vegetação 0,22 Nos gráficos 3, 4 e 5 podemos observar o comportamento do EVI para pontos de diferentes classes e suas médias para os períodos representativos escolhidos. É possível notar através dos gráficos que os valores de EVI para um mesmo ponto variam XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 conforme a época do ano, isso pode ser devido ao comportamento da vegetação em determinadas estações, onde as mesmas estão mais secas em estações mais quentes, reduzindo a quantidade de biomassa. O período de colheita também pode afetar os valores de EVI para uma região de cultivo agrícola, onde estes crescerão até o período de extração da vegetação e, em seguida, terão uma queda brusca. Devido a esses fatos, é mais representativo trabalhar com médias de valores para definição de classes, visto que com valores isolados podemos não ter uma noção do verdadeiro comportamento da região. Gráfico 3 Cálculo do EVI médio no ponto 25 para solo urbanizado Gráfico 4 Cálculo do EVI médio para cultura de cana de açúcar (ponto 189) XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 Gráfico 5 Cálculo do EVI médio para água (ponto 242) CONCLUSÕES De acordo com os valores médios de EVI encontrados para as classes elencadas, podemos observar diferentes comportamentos. Em classes com características semelhantes, como, por exemplo, solo parcialmente urbanizado com vegetação rasteira e predominância de vegetação rasteira e solo parcialmente urbanizado com vegetação densa e rasteira e vegetação densa e rasteira, vemos uma equivalência nos seus valores de EVI. Enquanto que em classes com menor grau de igualdade, como água e predominância de vegetação densa, notamos valores mais distintos de EVI. Portanto, os valores médios de EVI para as diferentes classes deste artigo mostraramse representativos. Onde em alguns casos se aproximam de valores para classes equivalentes em outros estudos. REFERÊNCIAS ANTUNES, R.L.S.; GUASSELLI, L.A.; OLIVEIRA, L.C.B. Variação espaço-temporal do uso e cobertura do solo, na área da UHE Santo Antônio RO, a partir de séries temporais de imagens NDIV/MODIS. Rio Grande do Sul: Instituto de Geociências, Catálogo de imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Disponível em: JUSTICE, C. O.; TOWNSHEN, J. R. G. Special issue on the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS): land remote sensing for global change research. IEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, v 36, , XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 LIMA, C. S. Análise temporal da bacia do rio Jacarecica com ênfase nas mudanças no uso do solo na região e na influência da macrodrenagem da bacia do Tabuleiro do Martins f. Trabalho de conclusão de curso Universidade Federal de Alagoas, Maceió PAIVA, Y. G. et al. Séries Temporais do Enhanced Vegetation Index e Caracterização do Uso do Solo no Estado do Espírito Santo. ACTA Geográfica, Boa Vista, v.4, n 7, p 25-33,jan/jul de XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8