Ocupação do solo e dinâmica de uso da Terra na TI Las Casas

2.6.1. Levantamento em campo dos tipos de ocupação do solo

Além das observações realizadas em campo desde o início da pesquisa para o reconhecimento dos tipos de ocupação do solo, em 2014 foi realizado um levantamento dos diferentes tipos de ocupação já levantados. Com auxílio de um GPS Garmin (CS60 Map.) foram levantados no total 110 pontos nos seguintes tipos de ocupação do solo: 1) savana gramíneo-lenhosa que compreende as áreas predominância de gramíneas e poucas árvores de tronco torto espalhadas, 2) savana arborizada onde há árvores de tronco torto espalhadas na savana; 3) savana florestada que compreende áreas com maior densidade de árvores na savana, 4) florestas de galeria tanto no curso do Rio Pau D'Arco, quanto às florestas de galeria presentes

ao redor dos córregos; 5) floresta estacional decidual que compreende as áreas de floresta contigua as florestas de galeria; 6) Capoeiras, estas áreas foram indicadas pelos indígenas; 7) mangal que compreende uma ilha de floresta com alta densidade de arvores de manga (Mangifera indica L.); 8) capim, onde foi considerada uma pequena área com pasto plantado; 9) roças tradicionais; 10) Solo nu, onde foram consideradas as áreas da aldeia e o campo de futebol e 10) rio, onde foram levantados pontos no curso do Rio Pau D'Arco e nos córregos com floresta de galeria pouco densa.

2.6.2. Imagens de satélite utilizadas

Para realizar o mapa do uso do solo da TI Las Casas foi escolhida a imagem Landsat 8- OLI de junho de 2014 (Path 223/Rua 66) adquirida a partir do site USGS Global Visualization Viewer (GloVis). Para estudar a dinâmica do uso do solo foram escolhidas cenas disponíve is de 1984, 1990, 1995, 2000, 2006, 2011 e 2014, dos sensores Landsat 5 Thematic mapper \ (TM), e Landsat 8 Operational Land Imager OLI) adquiridas a partir do site USGS Global Visualization Viewer (Glovis) e do catálogo de imagens de satélite on-line do Instituto Nacional de Pesquisa Espacial- INPE.

2.6.3. Pre-tratamento das imagens

Para começar a classificação dos tipos de uso de solo foi necessário tratar as image ns escolhidas para estudar a dinâmica do uso da terra. Principalmente foram georreferenciadas as imagens que não estavam disponíveis com o georreferenciamento, e foram realizadas as composições coloridas de cada cena Landsat no programa ArcGis 10.2.2 com as bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 nas imagens Landsat 5 TM e nas bandas 2, 4, 5, 6 e 7 na imagem Landsat 8-OLI. Seguidamente foram feitas as correções radiométricas em função da refletância a través do programa ENVI 5.0 (Toolbox/Radiometric Correction/Radiometric calibration); para de esta maneira poder comparar as imagens Landsat 5 dos anos 1984, 1990, 1995, 2000, 2006, e 2011 com a Landsat 8-OLI de 2014. A primeira imagem a ser tratada para a classificação dos tipos de uso do solo foi a imagem de 2014, pois foram levantados pontos em campo em 2014 e 2015 dos diferentes tipos de ocupação do solo.

2.6.4. Mapa do uso do solo e dinâmica do uso da Terra na TI Las Casas

Para classificar a imagem de 2014 e separar a área em diferentes classes de utilização do solo, trabalhamos com o programa ArcGis na versão 10.2.2. Com os pontos coletados em campo com GPS em 2014, foram criados 110 polígonos ao redor destes com 12 pixels por polígono; estes polígonos foram realizados para cada tipo de ocupação do solo levantados em campo. Logo depois de completar os polígonos foram aplicadas as estatísticas zonais para calcular as medias da refletância em cada polígono através do ArcGis (Arctoolbox→Outils Spatial analist →Zonaux→ statistiques zonales (table)). Com os valores obtidos para as medias da banda 4 (vermelho) e a banda 5 (infravermelho próximo) foi calculado o Índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) através da seguinte equação no Excel:

NDVI: (IVP-V)/ (IVP+V)

Estes valores são obtidos através da diferença entre a refletância do infraverme lho próximo (IVP) e a refletância do vermelho (V), dividida, respectivamente, pela soma das duas refletâncias. Essa equação gera um índice onde os valores variam de -1 a 1. Desta maneira quanto maior o valor do índice maior a presença de vegetação. Através deste índice podemos diferenciar de forma mais detalhada os diferentes tipos de ocupação do solo.

Depois de obter o NDVI foram calculadas as estatísticas utilizando as medias da refletância de cada polígono para cada banda, para ter uma ideia de como pode variar a refletância dependendo dos tipos de uso de solo levantados em campo. Também foi calculado o NDVI diretamente na imagem através do programa ArcGis (10.2.2) utilizando as ferramentas de análise de imagem -álgebra espacial.

Com o NDVI e as medias de refletância para cada banda foi usado o programa R para fazer a separação das diferentes classes de ocupação do solo em ascendência hierárquica, para isto trabalhamos com o programa Tin R, através do qual aplicamos os comandos (scripts) para a criação de matrizes de distância que permitiram fazer uma separação mais precisa das diferentes classes de uso do solo.

A separação foi feita para nove, dez e onze diferentes classes de uso do solo nos dendrogramas gerados pelo programa R. Estas classificações foram analisadas tomando em conta onde havia uma melhor separação dos tipos de ocupação de solo que se encontram na TI Las Casas, finalmente foi escolhida a separação com onze classes, pois nesta separação de classes foi onde obtivemos a separação das florestas de galeria e floresta estacional decidual.

Depois de obter os grupos para separar os diferentes tipos de ocupação do solo, foram organizados a través do programa ArcGis 10.2.2 os shapes de cada tipo de ocupação do solo, nos diferentes grupos obtidos na classificação com R; com estes shapes trabalhamos no programa ENVI (5.0) para fazer a classificação da imagem com as diferentes classes obtidas fazendo uma classificação supervisionada de máxima verossimilhança (Maximum likelihood).

2.6.5 Dinâmica do uso do solo

Devido a que as imagens utilizadas para analisar a dinâmica do uso do solo foram obtidas em meses diferentes e por dois captores diferentes (Landsat 5 TM e Landsat 8-OLI), foram realizados mapas de uso do solo para cada ano estudado tomando em conta o NDVI, pois utilizando a classificação supervisionada foi difícil obter mapas de uso do solo comparáveis nas diferentes datas estudadas.

Para analisar a dinâmica de uso da terra; foram tratadas as imagens como mencionado anteriormente, fazendo as correções radiométricas. Este tratamento foi realizado no programa ENVI 5.0 onde foi calculado o NDVI para cada imagem. Depois através do programa ENVI 5.0 foi calculada a diferença de NDVI entre duas datas consecutivas, através da seguinte fórmula:

Onde T2 é a data mais recente e T1 é a data anterior.

Para interpretar os resultados, foram analisados os valores obtidos da seguinte maneira : Ao obter altos valores negativos = NDVIT 2<NDVIT 1 há uma diminuição de NDVI, neste caso

o resultado está relacionado ao desmatamento ou perda da atividade fotossintética, geralmente ao desmatamento pode se reconhecer pela presença de figuras geométricas uniformes, ao contrário se houver perda da atividade fotossintética em formações vegetais naturais, a mudança vai estar representada por figuras irregulares. No caso do aumento do NDVI, ou seja,

NDVIT2>NDVIT1, há regeneração da vegetação ou aumento da atividade fotossintética.

Com os resultados obtidos foram confeccionados cinco mapas indicando estas diferenças de NDVI, foram realizados mapas para os períodos 1990-1984; 1995-1990; 2006- 1995; 2011-2006 e 2014-2011; cada um mostrando as áreas que mudaram ou não no período de tempo estudado (1984 até 2014), com valores altos, médios e baixos de NDVI respectivamente. Para analisar a diferença de NDVI entre as duas imagens foram estabelecidas

onze diferentes classes de NDVI tomando em conta o aumento ou da diminuição destes valores, as Classes de +5 a +1 indicam aumento de NDVI com valores positivos (áreas com coloração vermelha), a classe 6 indica que não houve mudanças na vegetação no período estudado (áreas com coloração cinza) e as classes -5 a -1 indicam diminuição do NDVI (coloração azul), os mapas obtidos foram finalizados em ArcGis 10.2.2. As classes estabelecidas foram as seguinte s:

1) Classe 1 (+5): Diferença de NDVI > 0.5 2) Classe 2 (+4): Diferença de NDVI >0.4 e ≤ 0.5 3) Classe 3 (+3): Diferença de NDVI >0.3 e ≤ 0.4 4) Classe 4(+2): Diferença de NDVI > 0.2 e ≤ 0.3 5) Classe 5 (+1): Diferença de NDVI >0.1 ≤0.2

6) Classe 6 (não há mudanças): Diferença de NDVI >0.1 ≤-0.1 7) Classe 7 (-1): Diferença de NDVI ≤-0.1 e ≥ 0.2

8) Classe 8 (-2): Diferença de NDVI < -0.2 e ≥ -0.3 9) Classe 9 (-3): Diferença de NDVI < -0.3 e ≥-0.4 10) Classe 10 (-4): Diferença de NDVI <-0.4 e ≥ -0.5 11) Classe 11 (-5): Diferença de NDVI < -0.5