Confecção do mapa de usos da terra

Uso e ocupação das terras é um tema básico para o planejamento e gestão ambiental, pois retrata as atividades humanas que podem diagnosticar os impactos e as pressões sobre os elementos naturais. Consequentemente, a retirada da cobertura vegetal, que funciona como uma proteção natural dos solos, influenciará na intensificação da erosão, proporcionando ainda a incidência da radiação solar na superfície do solo, o que pode implicar na destruição da matéria orgânica do solo.

Dentro da metodologia do Zoneamento Geoambiental, a identificação da ocupação e dos usos da terra possibilita entender como se estabelecem as relações sociais tendo como palco o substrato natural. As informações descrevem não apenas a situação atual, mas as mudanças recentes e o histórico de ocupação da área de estudo.

A esse respeito, considerando a dinâmica da ocupação, a utilização de imagens de satélite tornou possível o acompanhamento periódico da vegetação e dos diferentes usos da paisagem. O processamento digital de imagem e realização do mapa de uso da terra foi utilizado o Software Spring 4.3, devido a confiabilidade e ao bom resultado apresentado para este tipo de operação.

Para a confecção do mapa de uso da terra utilizou-se como base de recobrimento da área, a imagem orbital do sensor “OLI" do LANDSAT-8, bandas 543(R, G, B) de composição colorida, com 30 metros de resolução espacial, Órbita-Ponto 222/80 e 222/81, de 09 de setembro de 2014. Essas imagens foram adquiridas através do catálogo de imagens da Nasa no site: http://glovis.usgs.gov/.

As melhores épocas do ano para se adquirir imagens com maior facilidade de diferenciação de elementos espaciais na região de estudo, é início de outono e final do inverno. No caso desta tese foi escolhido o final de inverno, por apresentar melhor qualidade das imagens disponíveis. A aquisição das imagens com esse período ocorreu em função do

conhecimento prévio da área de estudo, onde se tem informações sobre a fase dos cultivos da região. Nesse período a grande maioria das espécies cultivadas já foi colhida ou estão na fase madura (senescência), como é o caso do trigo e do azevém, isso resulta em melhor diferenciação das áreas utilizadas com cultivos, devido à refletância do solo exposto e dos cultivos maduros serem bem diferentes da vegetação arbórea.

A projeção cartográfica de referência que utilizou-se, foi a Coordenada UTM (Projeção Universal Transversa de Mercator), o Datum Horizontal Sirgas 2000 e Fuso 22S. A escala da imagem orbital de recobrimento da área é de aproximadamente 1:150.000. O limite utilizado da malha do IBGE foi atualizado de acordo com os limites naturais existentes, como drenagens e estradas.

Os resultados obtidos referentes aos usos da terra implicaram em etapas de classificação automática e ajustes manuais, como já descritos na metodologia. No entanto, percebeu-se que ainda restaram algumas confusões na classificação. Isto deu-se pelo motivo de neste período, ainda existirem plantações de inverno (trigo e pastagens) um pouco mais atrasadas na fase de senescência resultando em confusão com campo. Por se ter a presença de água nas lavouras de arroz resultando em confusão com água e em alguns casos as sombras do relevo também resultou em confusão com água.

As classes de uso da terra foram definidas através de trabalho de campo na área e por fotointerpretação da imagem orbital, sendo identificados quatro principais tipos de uso, a saber: Vegetação Arbórea, Água, Campo e Lavoura. Além dessas, durante o treinamento foi adquirido amostras de sombra de relevo, onde no campo estão associadas a porções muito inclinadas e que estão presentes as coberturas com vegetação arbórea.

Após a importação e processamento da imagem no Spring, foi realizado o treinamento das amostras para cada classe temática identificada. O treinamento (reconhecimento da assinatura espectral das classes) consiste em coletar amostras na área da imagem representante de uma das classes, traçadas diretamente sobre região segmentada da imagem.

Para determinação da classe lavoura foram adquiridas 80 amostras de aquisição, para determinação da classe vegetação arbórea foram adquiridas 47 amostras, para a classe campo foram adquiridas 95 amostras de aquisição, para a classe água foram adquiridas 84 amostras de aquisição. Salienta-se que para cada tema/classe foi atribuída uma cor específica de modo que houvesse uma ideia de valor, ou seja, intensidade de uso da terra.

O classificador de imagem adotado para análise por região foi Bhattacharya (classificação supervisionada). Esse classificador é um dos componentes do Spring (versão 4.3.3), software utilizado para determinação de cada classe de uso da terra.

Na aplicação do Classificador Bhattacharya, foi necessário a previa segmentação da imagem orbital, ou seja, a divisão da imagem em regiões uniformes, correspondentes à área de interesse. Utilizou-se o método de crescimento por regiões, por meio de detecção de bordas. Este método utiliza medidas estatísticas de similaridade e agregação para o agrupamento dos dados. Foram tomados os parâmetros de Limiar de similaridade igual a 5 e Área de pixel igual a 15 para a definição das regiões.

Para a classificação adotou-se 99,9% de Limiar de Aceitação no classificador Bhattacharya. As amostras adquiridas foram analisadas e obteve-se um desempenho geral de 100% de exatidão e uma confusão média de 0%. Após a classificação realizou-se a Pós- classificação, adotando um Peso 2 e um Limiar 5.

Em modelos de dados foi criado um plano de informação (PI) com categoria de uso da terra, criando as classes dos temas observados. Em seguida, realizou-se o mapeamento para as classes, associando cada tema a sua respectiva classe na imagem classificada, sendo que a sombra foi associada à vegetação arbórea. Após o mapeamento fez-se o recorte do plano de informação que contém o mapa de uso dentro dos limites da área de estudo.

A partir desse mapeamento contendo um mapa matricial das classes, foi transformada a matriz em vetor. Com esse mapa pode-se refazer a edição vetorial das classes, através de uma revisão das regiões classificadas. Nessa revisão aplicou-se o conhecimento de campo sobre a área de estudo podendo ser ajustadas áreas que houve classificação errônea do classificador, por exemplo, as áreas alagadas de lavouras de arroz , que estavam como água; e as pastagens de inverno na fase intermediária onde estava como campo.

A partir desta etapa pode-se exportar o mapa de uso da terra em formato shapefile para manipulá-lo no ArcGis. È neste aplicativo que são realizadas operações de cruzamentos dos usos com outros parâmetros da paisagem, metodologia esta detalhada mais adiante.