‘
Organizadores
Sérgio Campos
Teresa Cristina Tarlé Pissarra
Marcelo Campos
GEOTECNOLOGIA APLICADA NO
PLANEJAMENTO AMBIENTAL DE
BACIAS HIDROGRÁFICAS
1
aEdição
TUPÃ/ SP
ANAP
2015
Organizadores
Sérgio Campos
Teresa Cristina Tarlé Pissarra
Marcelo Campos
GEOTECNOLOGIA APLICADA NO
PLANEJAMENTO AMBIENTAL DE
BACIAS HIDROGRÁFICAS
1
aEdição
TUPÃ/SP ANAP 2015Organizadores do Livro
Sérgio Campos
Possui graduação em Agronomia em 1977 pela Faculdade de Ciências Médicas e Biológicas de Botucatu – FCMBB, atualmente Universidade Estadual Paulista – UNESP, Especialização em 1980 pela Universidade Estadual Paulista/UNESP, mestrado e doutorado em Agronomia pela Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP – Botucatu, respectivamente em 1985 e 1995, Livre-Docência em 1997 pela Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP – Botucatu. Atualmente é Professor Titular da Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP – Botucatu, desde 2010.
Teresa Cristina Tarlé Pissarra
Cursou Pós Doutorado na Universidade da Flórida, EUA (2011), Doutorado (2002) e Mestrado (1998) em Agronomia - Programa Produção Vegetal na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho UNESP/FCAV/Câmpus de Jaboticabal. Formação em Agronomia (1994) na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, FEIS/Ilha Solteira. Atualmente é Professor Adjunto I UNESP/FCAV, atuando com ensino, pesquisa e extensão, e orientação à pesquisa na área de Ciências Agrárias, com ênfase em geoprocessamento no manejo e conservação do solo e da água em agroecossistemas e sistemas florestais.
Marcelo Campos
Possui graduação em Licenciatura Plena e Bacharelado em Física, respectivamente em 2006 e 2007 pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), onde também concluiu o Mestrado em Física e Doutorado em Ciências, ambos na área de Física da Matéria Condensada em 2009 e 2013, respectivamente. Realizou Pós-Doutorado na Embrapa Instrumentação, São Carlos-SP em 2014 e atualmente é Professor Doutor na Faculdade de Ciências e Engenharia da Universidade Estadual Paulista (UNESP), Câmpus de Tupã, desde janeiro de 2015.
Editora
ANAP - Associação Amigos da Natureza da Alta Paulista
Pessoa de Direito Privado Sem Fins Lucrativos Fundada em 14 de setembro de 2003
Rua Bolívia, nº 88, Jardim América, Cidade de Tupã, Estado de São Paulo. CEP 17.605-31
Diretoria da ANAP
Presidente: Sandra Medina Benini
Vice-Presidente: Allan Leon Casemiro da Silva 1ª Tesoureira: Maria Aparecida Alves Harada 2ª Tesoureira: Jefferson Moreira da Silva 1ª Secretária: Rosangela Parilha Casemiro 2ª Secretária: Elisângela Medina Benini
Diretoria Executiva da Editora
Sandra Medina Benini
Allan Leon Casemiro da Silva Leonice Seolin Dias
Suporte Jurídico
Adv. Elisângela Medina Benini Adv. Allaine Casemiro
Revisão Ortográfica Smirna Cavalheiro Contato: (14) 3441-4945 www.editoraanap.org.br www.amigosdanatureza.org.br editora@amigosdanatureza.org.br
Conselho Editorial Interdisciplinar
Profª Drª Alba Regina Azevedo Arana - UNOESTE
Profª Drª Angélica Góis Morales - UNESP - Câmpus de Tupã
Profº Dr. Antônio Cezar Leal - FCT/UNESP - Câmpus de Presidente Prudente Profº Dr. Antonio Fábio Sabbá Guimarães Vieira – UFAM
Profº Dr. Antonio Fluminhan Jr. – UNOESTE Profº Dr. Arnaldo Yoso Sakamoto – UFMS Profª Drª Daniela de Souza Onça – UDESC
Profº Dr. Edson Luís Piroli - UNESP - Câmpus de Ourinhos Profº Dr. Eraldo Medeiros Costa Neto – UEFS
Profº Dr Erich Kellner – UFSCAR
Profª Drª Flávia Akemi Ikuta - FFMS - FAENG
Profª Drª Isabel Cristina Moroz-Caccia Gouveia - FCT/UNESP - Câmpus de Presidente Prudente Profº Dr. João Cândido André da Silva Neto - UEA / CEST
Profº Dr. João Osvaldo Nunes - FCT/UNESP - Câmpus de Presidente Prudente Profº Dr. Jorge Amancio Pickenhayn - Universidade de San Juan – Argentina Profº Dr. José Carlos Ugeda Júnior - UFMS
Profº Dr. José Manuel Mateo Rodriguez – Universidade de Havana - Cuba
Profº Dr. José Mariano Caccia Gouveia - FCT/UNESP - Câmpus de Presidente Prudente Profº Dr. Junior Ruiz Garcia - UFPR
Profª Drª Jureth Couto Lemos - UFU Profª Drª Kênia Rezende - UFU
Profª Drª Maira Celeiro Caple – Universidade de Havana - Cuba Profª Drª Marcia Eliane Silva Carvalho - UFS
Profº Dr. Marcos Reigota - Universidade de Sorocaba
Profª Drª Maria Betânia Moreira Amador - UPE - Câmpus de Garanhuns Profª Drª Maria Helena Pereira Mirante - UNOESTE
Profª Drª Martha Priscila Bezerra Pereira - UFCG Profª Drª Natacha Cíntia Regina Aleixo - UEA
Profº Dr. Paulo Cesar Rocha - FCT/UNESP - Câmpus de Presidente Prudente Profº Dr. Pedro Fernando Cataneo - UNESP - Câmpus de Tupã
Profº Dr. Rafael Montanhini Soares de Oliveira – UTFPR Profª Drª Regina Célia de Castro Pereira - UEMA
Profº Drª. Renata Ribeiro de Araújo - FCT/UNESP - Câmpus de Presidente Prudente Profº Dr. Ricardo Augusto Felício - USP
Profº Dr. Ricardo de Sampaio Dagnino – UNICAMP Profº Dr. Roberto Rodrigues de Souza - UFS
Profº Dr. Rodrigo José Pisani - Unifal Profº Dr. Rodrigo Simão Camacho - UFGD Profº Dr. Ronaldo Rodrigues Araújo – UFMA Profª Drª Rosa Maria Barilli Nogueira – UNOESTE
Profª Drª Simone Valaski - Universidade Federal do Paraná Profª Drª Silvia Cantoia – UFMT - Câmpus Cuiabá
Índice para catálogo sistêmico Brasil: Geografia
C198g Geotecnologia aplicada no planejamento ambiental de bacias hidrográficas / Sérgio Campos, Teresa Cristina Tarlé Pissarra e Marcelo Campos (Orgs) – Tupã: ANAP, 2015.
199 p ; il. Color. 29,7 cm
ISBN 978-85-68242-21-6
1. Bacias Hidrográfica 2. Planejamento 3. Geotecnologia I. Título.
CDD: 900
Sumário
Apresentação 08
I PARTE
Uso e ocupação do solo para o planejamento de bacias hidrográficas
SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA APLICADO NO DIAGNÓSTICO DO USO DA TERRA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO SÃO CAETANO - BOTUCATU/SP
Gabriel Rondina Pupo da Silveira, Sérgio Campos, Yara Manfrin Garcia
11
DINÂMICA DO USO DO SOLO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA NO MUNICÍPIO DE BOTUCATU/SP, POR MEIO DE GEOTECNOLOGIA
Gabriel Rondina Pupo da Silveira, Sérgio Campos, Laura de Toledo Leme Ferreira
20
II PARTE
Fisiografia de bacias hidrográficas
SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS APLICADO NA CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DE UMA MIROBACIA HIDROGRÁFICA
Sérgio Campos, Alexandre Monteiro da Silva, Elen Fittipaldi Brasílio Carrega
33
GEOPROCESSAMENTO DE VARIÁVEIS MORFOMÉTRICAS PARA CARACTERIZAÇÃO DA MICROBACIA DO CÓRREGO DO PETIÇO
Felipe de Souza Nogueira Tagliarini, Mikael Timóteo Rodrigues, Sérgio Campos
45
GEOPROCESSAMENTO APLICADO NA CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA MICROBACIA DO RIBEIRÃO COQUEIRO – JATAIZINHO/PR
Fernanda Leite Ribeiro, Sérgio Campos, Willian Renam Piva dos Santos
59
III PARTE
Caracterização de Áreas de Preservação Permanente – APP
ESPACIALIZAÇÃO DAS ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE E DE CONFLITOS DE USO DA TERRA NA MICROBACIA DO RIBEIRÃO DAS AGULHAS - BOTUCATU/SP
Sérgio Campos, Ana Paola Salas Gomes Duarte Di Toro, Mariana de Campos
71
AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DE CONFLITO DE USO EM APP NA MICROBACIA DO ALTO ÁGUA FRIA, BOFETE/SP
Rafael Calore Nardini, Sérgio Campos, Aline Minarelli Reche
81
ESPACIALIZAÇÃO DO CONFLITO DE USO DA TERRA EM ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTES NA BACIA DO RIO CAPIVARA - BOTUCATU/SP
Sérgio Campos, Mariana de Campos, Talita Teixeira Azevedo Gobb
IV PARTE
Imagens de satélite no planejamento de bacias hidrográficas
POTENCIALIDADE DAS UNIDADES AMBIENTAIS DA BACIA DO RIO CAPIVARA, BOTUCATU/SP
Elen Fittipaldi Brasílio Carrega, Sérgio Campos
115
GEOPROCESSAMENTO APLICADO NA GERAÇÃO DE CARTAS TEMÁTICAS VISANDO À CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS
Sérgio Campos, Teresa Crisitna Tarlé Pissarra
134
ANÁLISE MULTITEMPORAL DO USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NUMA MICROBACIA EM IMAGENS ORBITAIS
Sérgio Campos, Talita Teixeira Azevedo Gobbi, Aline Minarelli Reche
143
V PARTE
Aptidão agrícola de bacias hidrográficas
ADEQUAÇÃO DO USO DA TERRA UTILIZANDO ANÁLISE MULTICRITÉRIO NA BACIA DO RIO CAPIVARA, BOTUCATU/SP
Sérgio Campos, Marcelo Campos
153
GEOPROCESSAMENTO APLICADO NA ESPACIALIZAÇÃO DA CAPACIDADE DE USO DAS TERRAS DA SUB-BACIA DO RIO CAPIVARA
Sérgio Campos, Teresa Cristina Tarlé Pissarra, Marcelo Campos
181
GEOPROCESSAMENTO APLICADO NA ADEQUAÇÃO DO USO DE TERRAS
Cláudia Webber Corseuil, Sergio Campos
Apresentação
O livro “Geotecnologia aplicada no planejamento ambiental de bacias hidrográficas” apresenta uma coletânea de trabalhos desenvolvidos pelo Grupo de Estudos e Pesquisas em Geotecnologia, Geoprocessamen, Sensoriamento Remoto e Topografia (GEPEGEO), cadastrado no CNPQ desde 2007, sobre estudos de tecnologias para coleta, processamento, análise e disponibilização de informação dos processos que ocorrem na unidade territorial de bacias hidrográficas e municipais.
Os artigos compilados neste livro foram desenvolvidos por discentes dos Programas de Pós-Graduação Stricto Sensu, da FCA, UNESP – Botucatu; da FCAV, UNESP/Jaboticabal; da FEIS, UNESP/Ilha Solteira; da UFMS/Campo Grande, entre outros, reconhecidos pela CAPES e por docentes da área de Agronomia, Engenharia Florestal e Engenharia Civil.
O conteúdo deste livro trará subsídios para os trabalhos que utilizam geotecnologias aplicadas para o planejamento ambiental de bacias hidrográficas, servindo de fonte de informações para o desenvolvimento de novas pesquisas na área de ciências agrárias.
O uso das terras para o desenvolvimento de atividades como agricultura e pecuária tem causado grandes alterações no meio ambiente, principalmente quando estas são praticadas de forma intensiva, desconsiderando a fragilidade e aptidão dos recursos naturais.
Em decorrência destas atividades, os impactos negativos que ocorrem no ambiente de produção, exemplificados pela diminuição da qualidade e disponibilidade de água desestruturada e má qualidade dos solos, reflete no deslocamento e aporte de sedimentos, de nutrientes, de poluentes agroquímicos e de dejetos de animais que ocasionam problemas de assoreamento e contaminação dos cursos de água.
Nesse contexto, é essencial planejar as atividades considerando o grau de aptidão e os limites do ambiente a ser explorado. Para isto, é imprescindível conhecer as características dos recursos naturais no ambiente onde estão inseridos, levando em consideração o grau de aptidão para determinado tipo de uso do solo. Isto permite que os recursos possam ser explorados de forma racional, preservando as suas características naturais e sua capacidade de produção econômica e sustentável, causando o mínimo de dano ao ambiente e às pessoas que dele tiram o seu sustento.
O planejamento é um processo contínuo que busca as melhores alternativas para o aproveitamento dos recursos disponíveis. Sua finalidade é atingir metas específicas no futuro, sejam elas econômicas e/ou ambientais, a partir de diagnósticos que identifiquem e definam qual a melhor
atividade econômica a ser realizada.
No planejamento das atividades agrícolas, que envolve a adequação de uso das terras, vários critérios ambientais são envolvidos nos processos de tomada de decisão. Esses critérios podem ser analisados de forma conjunta, utilizando-se técnicas de análise de multicritérios e de geoprocessamento.
O uso de sistemas de informação geográfica (SIG), enquanto ferramenta de geoprocessamento, possibilita a padronização e a integração de dados, que normalmente são provenientes de diversas fontes, o que permite uma avaliação conjunta dos mesmos, que proporciona mais eficiência e confiabilidade no processo de tomada de decisão, para promover a adequação de uso das terras.
A utilização dos SIGs na área de análise ambiental é comum com o envolvimento de múltiplos critérios para se atender aos mais diversos objetivos. Por outro lado, técnicas e procedimentos no SIG têm um papel importante na análise de problemas de decisão. O SIG é reconhecidamente um sistema de apoio à decisão envolvendo a integração de dados espacialmente referenciados em um ambiente de resolução de problemas e fornece um rico conjunto de técnicas e procedimentos para estruturação de problemas de decisão.
Desta forma, este livro pode proporcionar subsídios teóricos, conceituais e metodológicos para a realização de outros projetos, bem como, fornecer ao poder público e à comunidade o diagnóstico da área e seus respectivos usos, visando à tomada de decisões adequadas à solução de possíveis problemas encontrados.
I PARTE
Uso e ocupação do solo para o planejamento de
SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA APLICADO NO DIAGNÓSTICO DO USO DA TERRA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO SÃO CAETANO -
BOTUCATU/SP
Gabriel Rondina Pupo da Silveira, Sérgio Campos, Yara Manfrin Garcia
Resumo
O trabalho visou a determinação do uso do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP, em imagens de satélite. A base cartográfica foi elaborada na carta planialtimétrica em formato digital do IBGE, utilizada para o georreferenciamento, e na imagem de satélite. O Sistema de Informação Geográfica (SIG) - Idrisi Selva foi utilizado para realizar o georreferenciamento da imagem e o mapa temático final. No software CAD - CartaLinx foi realizada a delimitação da área em estudo e o levantamento dos elementos (limite, rede de drenagem e áreas de uso e cobertura da terra). O uso da terra da bacia mostrou que a pastagem foi a classe de maior predominância, ocupando 34,51% (1.117,94 ha) da área total, sendo o restante ocupado por área urbana (692,19 ha), mata (809,79 ha), culturas (599,96 ha) e uma parte bem pequena de reflorestamento (19,53 ha). A utilização de técnicas de sensoriamento remoto e de geoprocessamento foi muito satisfatória na realização do presente trabalho. Tecnologias devem ser cada vez mais utilizadas em trabalhos agrícolas e ambientais, como o Sistema de Informação Geográfica (SIG), por apresentarem rapidez, eficácia e resultados confiáveis, ajudando no aumento da sustentabilidade.
Palavras-chave: Geotecnologia. Uso e Ocupação do Solo. Planejamento Ambiental.
GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS APPLIED IN THE DIAGNOSIS OF LAND USE ON CÓRREGO SÃO CAETANO - BOTUCATU/SP
The study aimed to obtain the land use of the watershed Stream São Caetano - Botucatu/SP, through the satellite image. The cartographic databases used were the planialtimetric map in a digital format obtained at the IBGE, used to georeferenced, and the satellite image. Geographic Information Systems (GIS) - Idrisi Selva was use to perform the image georeferencing and to do the final thematic map. In the software CAD - CartaLinx, it was performed the delimitation of the area under study (boundary, drainage network and areas of land uses). The land use of the watershed showed that pasture was the class which occupied most of the area, with 34.51% (1117.94 ha), the remainder of the area was urban (692.19 ha), forests (809.79 ha), cultures (599.96 ha) and a very small part of reforestation (19.53 ha). The use of remote sensing and geoprocessing were very satisfactory in the present work. Technologies must be increasingly used in agricultural and environmental studies, such as Geographic Information System (GIS), present speed, efficiency, reliable results, helping in increasing sustainability.
INTRODUÇÃO
A degradação desenfreada dos recursos naturais nos dias de hoje é um processo que deve ser analisado com eficiência e rapidez. Os solos, por exemplo, vêm sofrendo uma constante e crescente degradação, em função do uso inadequado (BUCENE, 2002).
A substituição da cobertura original do solo por culturas agrícolas, aliada às práticas de manejo inadequadas, altera, entre outras coisas, as relações entre o escoamento superficial e a infiltração da água das chuvas, resultando em erosão do solo e carreamento de quantidades acima do normal de sedimentos aos canais de drenagem. Esse fenômeno é responsável pela aceleração do processo de assoreamento dos canais, além de alterar as características físicas e químicas da água pela presença dos sedimentos, material orgânico, nutrientes e outros elementos e compostos químicos, provenientes principalmente de defensivos agrícolas e fertilizantes, encarecendo os processos de captação e tratamento da água para consumo humano (VETTORAZZI, 2006).
A opção por uma bacia hidrográfica como local de estudo deve-se ao fato de ser esta uma unidade onde se tem diferentes características, desde regiões altas, onde normalmente estão localizadas as nascentes dos riachos e córregos, áreas de encostas, onde as águas correm com maior velocidade, e finalmente, as áreas de baixadas, nas quais normalmente são observadas as consequências do manejo inadequado feito em altitudes mais elevadas.
O sensoriamento remoto é a ciência e a arte de se obter informações sobre um objeto, área ou fenômeno, na análise de dados coletados por aparelhos denominados sensores (NOVO, 2008).
Para Garcia (1982), o sensoriamento remoto pode ser definido como a detecção da natureza de um objeto sem que haja contato físico, em que aviões e satélites são as plataformas mais comuns. O termo sensoriamento remoto é restrito aos métodos que utilizam a energia eletromagnética na detecção e medida das características de objetos, incluindo-se aqui as energias relativas à luz, calor e ondas de rádio.
Rocha (2007) afirmou que a principal contribuição do sensoriamento remoto surgiu com as primeiras imagens orbitais do planeta Terra. Desde então, o homem tem verificado uma grande degradação do meio ambiente terrestre, provocado por uma visão consumidora e descartável dos recursos naturais, como se fossem inesgotáveis, poluindo o solo, a água e o ar, deixando uma perspectiva negativa para as gerações futuras. Esta visão holística contribui muito para a mudança do paradigma conhecido como desenvolvimento sustentável.
A identificação e classificação do uso do solo são fundamentais no conhecimento do ambiente, assim como no desenvolvimento de técnicas voltadas para a obtenção e manutenção
dessas informações. O conhecimento da distribuição espacial das várias formas de ocupação do espaço necessita de informações detalhadas, que possam ser obtidas com grande periodicidade, devido ao caráter extremamente dinâmico desse ambiente (FORESTI; HAMBURGER, 1995 apud BITTENCOURT et al., 2006).
A aplicação da tecnologia de SIG facilita a maneira de como o uso do solo pode ser monitorado, pois técnicas relativamente simples podem fornecer informações que permitem a avaliação pontual e temporal, reparação e readequação dos usos a um custo aceitável. Uma questão importante na adoção das técnicas de SIG para o planejamento do uso do solo é o conhecimento de qual é a atividade agrícola predominante na área da bacia hidrográfica (PELEGRIN, 2001).
As geotecnologias constituem o conjunto de tecnologias que permitem a realização de coleta de dados, processamento, além da análise da informação georreferenciada, e consequentemente auxilia na tomada de decisões.
O uso dessas geotecnologias possibilita fazer uma análise integrada do ambiente, de forma a entender como as alterações ambientais ocorrem no espaço, sendo este um dos pontos fortes que permite com que o ambiente seja estudado em parte, mas entendido como um todo (PIRES et al., 2012).
O presente trabalho objetivou identificar a ocupação do solo presente na bacia hidrográfica do córrego São Caetano, Botucatu/SP, utilizando técnicas de geoprocessamento em Sistemas de Informação Geográfica. A identificação e análise do uso do solo servirá de base para a elaboração de um planejamento ambiental que ajudará a compreender as irregularidades nessas áreas, além de contribuir para a determinação do melhor uso e ocupação do solo desta e de futuras áreas em estudo.
MATERIAIS E MÉTODOS
A bacia hidrográfica do córrego São Caetano encontra-se situada no município de Botucatu (SP), é definida pelas coordenadas geográficas: latitude 22º 46’ 21” a 22º 52’ 32” S e longitudes 48º 26’ 25” a 48º 29’ 27” W Gr., e apresenta uma área de 3.239,41ha, conforme Figura 1.
Figura 1. Localização da bacia hidrográfica do córrego São Caetano no município de Botucatu, Estado de São Paulo.
O clima predominante do município, classificado segundo o sistema Köppen é do tipo Cwa _ Clima Mesotérmico de Inverno Seco _ em que a temperatura do mês mais frio é inferior a 18 ºC e do mês mais quente ultrapassa os 22 ºC.
De acordo com Souza (2012), a nascente do córrego São Caetano situa-se no distrito industrial I, do município de Botucatu (SP). Segundo Silva (1999), o local é cadastrado nas seguintes coordenadas geográficas: 22º 52’ S e 48º 26’ W Gr.
O córrego São Caetano demonstra uma importância regional no abastecimento de água no setor agrícola, na dessedentação de animais, no uso doméstico, na recreação e no lazer. Afluente do córrego Fundo e do rio Araquá, ambos deságuam no rio Capivara _ o mais importante afluente à margem esquerda da bacia do Médio Tietê (Souza, 2012).
Os pontos de controle (coordenadas) para o georreferenciamento, e os pontos de máxima altitude para a vetorização do limite da bacia hidrográfica tiveram como base a Carta Planialtimétrica em formato digital, editada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – (IBGE, 1969), folha de Botucatu (SF-22-R-IV-3), em escala 1:50.000 e a imagem de satélite digital, das bandas 3, 4 e 5 do sensor Thematic Mapper do LANDSAT - 5, da órbita 220, ponto 76, quadrante A, passagem de 2011, escala 1:50.000.
O processamento dos dados foi realizado em um microcomputador com processador Intel Inside core i7, 1,80 GHz, com sistema operacional de 64 bits, HD 1 TB, 8 GB de memória RAM, com saída para impressora a jato de tinta HP Deskjet 695 C. Para a entrada das informações analógicas como limite da bacia hidrográfica e as áreas de cobertura vegetal foi utilizado o escaner Genius Vivid Pro II.
O SIG Idrisi Selva foi usado no processamento das informações georreferenciadas, na conversão dos dados vetoriais em imagem raster e na elaboração do mapa final do uso da terra.
O software CartaLinx foi utilizado na digitalização do limite da bacia hidrográfica, da rede de drenagem e das áreas de cobertura vegetal nas imagens de satélite.
A delimitação de uma bacia hidrográfica é dada pelas linhas divisoras de água que demarcam seu contorno. Essas linhas são definidas pela conformação das curvas de nível existentes nas cartas planialtimétricas, e ligam os pontos mais elevados da região em torno da drenagem (ARGENTO; CRUZ, 1996).
O contorno da área da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP foi realizado na carta planialtimétrica editada pelo IBGE em 1969, folha de Botucatu (SF-22-R-IV-3), escala 1:50.000, segundo os pontos mais elevados em torno da drenagem, tendo-se como base a definição de Rocha (1991), para cada bacia hidrográfica.
Na sequência, foi importado para o Idrisi, em formato vetorial, o arquivo TIFF que contém a carta planialtimétrica. Esse arquivo foi georreferenciado e no software CartaLinx foi realizada a delimitação da área de estudo.
Inicialmente, foi elaborada uma composição colorida com a combinação das bandas 3, 4 e 5, obtida a partir da imagem de satélite digital, bandas 3, 4 e 5 do sensor Thematic Mapper do LANDSAT – 5, da órbita 220, ponto 76, quadrante A, passagem de 2011, escala 1:50.000, pois esta apresenta uma boa discriminação visual dos alvos, possibilitando a identificação dos padrões de uso da terra de maneira lógica. Esta composição apresenta os corpos d’água em tons azulados, as florestas e outras formas de vegetações em tons esverdeados e os solos expostos em tons avermelhados.
Para a composição, foi realizado o processo de composição da imagem RGB (Red/Green/Blue), utilizando-se da função Composite do menu Display do Idrisi.
A seguir, foi realizado o georeferenciamento da composição, utilizando-se para isso do módulo Reformat/Resample do SIG–Idrisi, sendo os pontos de controle obtidos das cartas planialtimétricas do IBGE referentes ao município de Botucatu.
Após o georreferenciamento, foi feito o corte, extraindo-se apenas a área da bacia. Para o georreferenciamento, também foi utilizado o sistema de coordenadas planas, projeção UTM, datum Córrego Alegre. Porém, foi utilizado dois arquivos de pontos de controle, sendo o primeiro da imagem de satélite e o outro, da carta topográfica de Botucatu, que já estava georreferenciada pela etapa anterior. Desta forma, foram determinadas as coordenadas de cada ponto, e com estes dados foi feito um arquivo de correspondência.
Após o georreferenciamento, foi realizado o recorte da imagem na opção Reformat/Window, extraindo apenas a área da bacia (Figura 2).
Figura 2. Imagem georreferenciada com composição das bandas 3, 4 e 5 do sensor Thematic Mapper do LANDSAT - 5, com o limite da bacia hidrográfica.
Em seguida, no software CartaLinx, no comando File/Image Conversion, buscou-se o arquivo georreferenciado. No File/New Coverage/Coverage Based Upon Bitmap foi aberto o mesmo arquivo para começar o processo de delimitação dos elementos (limite, da rede de drenagem e das áreas de uso e cobertura) e criação dos polígonos para as áreas, para a rede de drenagem e linhas.
Para elaborar a vetorização de cada polígono de uso e cobertura, criou-se uma tabela, no menu Tables/Add Fields, e em cada polígono foi inserido o número correspondente aos elementos (ex: Mata = 1, Área Urbana = 2, e assim sucessivamente).
Depois os arquivos criados foram exportados para o Idrisi. A tabela de uso e ocupação também foi exportada e transformada para raster. No comando Area do menu Database Query, pertencente ao módulo Analysis, foram determinadas as áreas e as porcentagens de cada uso.
RESULTADOS
Na na bacia hidrográfica do córrego São Caetano foram identificadas 5 classes de uso, que compreendem mata, pastagem, cultura, reflorestamento e área urbana (Figura 3).
Figura 3. Classes de uso/ocupação do solo na bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP.
Os valores obtidos da área do mapa de cada classe de uso do solo e vegetação natural (Figura 3), em relação à área total da bacia podem ser observados na Tabela 1.
Tabela 1. Áreas totais em hectares e porcentagens relativas às classes de uso na bacia hidrográfica do córrego São Caetano - Botucatu/SP.
Classes de uso da Terra Área
ha % Mata 809,79 25 Pastagem 1117,94 34,51 Cultura 599,96 18,52 Reflorestamento 19,53 0,6 Área Urbana 692,19 21,37 Total 3239,41 100
Os resultados obtidos (Figura 3 e Tabela 1) mostram que a bacia hidrográfica vem sendo ocupada por 809,79 ha de mata; 1.117,94 ha de pastagens; 599,96 ha por culturas; 19,53 ha de reflorestamento e 692,19 ha de área urbana.
A partir dos resultados, pode-se afirmar que a área em estudo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP encontra-se preservada, uma vez que, do total da área, 25% (809,79 ha) correspondem á mata (vegetação natural), e o estabelecido por lei é de 20% do total.
Vale enfatizar que o uso racional do solo deve ser baseado em atividades produtivas que considerem o potencial de terras para diferentes formas de uso, fundamentado no conhecimento das potencialidades e fragilidades dos ambientes, de forma a garantir a produção e reduzir os processos geradores de desequilíbrio ambiental, com base em tecnologias ambientalmente apropriadas (GEBLER; PALHARES, 2007).
Segundo Nardini (2009), o levantamento do uso do solo, em determinada região torna-se um aspecto de interesse fundamental para a compreensão dos padrões de organização do espaço, já que, o conhecimento das alterações ambientais, provocadas pela ação antrópica, possibilita uma visão dos problemas existentes e produz subsídios para a gestão dos recursos naturais. É a condição primordial para se programar uma política de uso racional do solo e de respeito à suscetibilidade e capacidade de suporte do meio ambiente aos impactos antrópicos, possibilitando o desenvolvimento socioeconômico sustentável.
CONCLUSÃO
A bacia hidrográfica do córrego São Caetano, Botucatu/SP, é ocupada por mata, pastagem, cultura, reflorestamento e área urbana.
As técnicas de sensoriamento remoto e de geoprocessamento são satisfatórias para a vetorização da base cartográfica, à elaboração de banco de dados, à interpretação em imagens de satélite, à realização do cruzamento das informações e para a produção do mapa final do uso do solo.
REFERÊNCIAS
ARGENTO, M. S. F.; CRUZ, C. B. M. Mapeamento geomorfológico. In: Geomorfologia: exercícios, técnicas e aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1996. Cap. 9, p. 264-82.
BITTENCOURT, L. F. F.; BATISTA, G.T; CATELANI, C. S. Sensoriamento remoto aplicado ao estudo de ocupação de solo de mata ciliar do rio Paraíba do Sul no município de Caçapava. In: I Seminário de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento do Vale do Paraíba – GEOVAP; 2006. Anais... Taubaté, Brasil. UNITAU; 2006. p. 89-99.
BUCENE, L. C. Classificação de terras para irrigação utilizando um Sistema de Informações Geográficas em
Botucatu – SP. 2002. 185 p. Dissertação (Mestrado), Agronomia/Irrigação e Drenagem, Faculdade de Ciências
Agronômicas, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Botucatu,SP, 2002.
GEBLER, L.; PALHARES, J. C. P. (Eds.) Gestão ambiental na agropecuária. Brasília: Embrapa Informação Tecnológica. 2007. 310p.
IBGE. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Carta topográfica: folha de Botucatu - S SF-22-R-IV-3. Serviço gráfico do IBGE, 1969. Escala 1:50.000.
PELEGRIN, L. A. Técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento aplicadas ao mapeamento do uso do
solo: a Bacia do Rio Pará como um exemplo. 2001. 109p. Dissertação (Mestrado), Analise Espacial, Pontifícia
Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG. 2001.
PIRES, E. V. R.; SILVA, R. A.; IZIPPATO, F. J. et al. Geprocessamento Aplicado a Análise do Uso e Ocupação da Terra para Fins de Planejamento Ambiental na Bacia Hidrográfica do Córrego Prata – Três Lagoas (MS). Revista
Geonorte, Edição Especial, v. 2, n. 4, p. 1528 – 1538, 2012.
ROCHA, C. H. B. Geoprocessamento: tecnologia transdisciplinar. Juiz de Fora: UFJF, 2007. 220 p.
SOUZA. I. F. de. Avaliação da Qualidade da Água do Córrego São Caetano na Área Urbana do Município de
Botucatu- SP. Tese (Doutorado), Agronomia/Energia na Agricultura, Faculdade de Ciências Agronômicas,
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Botucatu, SP, 2012.
VETTORAZZI, C. A. Avaliação multicritérios, em ambiente SIG, na definição de áreas prioritárias à restauração
florestal visando à conservação de recursos hídricos. 2006. p.151. Tese (Livre Docência), Geoprocessamento, Escola
DINÂMICA DO USO DO SOLO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA NO MUNICÍPIO DE BOTUCATU/SP, POR MEIO DE GEOTECNOLOGIA
Gabriel Rondina Pupo da Silveira, Sérgio Campos, Laura de Toledo Leme Ferreira
Resumo
A crescente expansão das atividades agropecuárias, sem considerar as potencialidades e limitações dos solos, constitui uma fonte potencial de degradação do meio ambiente. O presente trabalho avaliou o uso e ocupação do solo em 49 anos, entre os cenários de 1962 e 2011 da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP. As técnicas de geoprocessamento foram utilizadas para obter informações sobre o uso do solo. No software de Sistema de Informações Geográficas (SIG) _ Idrisi foram integradas informações oriundas de cartas digitais do IBGE, escala 1:50.000, além de fotografias aéreas (1962) e imagens de satélite LANDSAT - 5 (2011). O avanço da área urbana ocorreu temporalmente. Em 1962 não estava presente na bacia hidrográfica e em 2011 ocupava 21,37 % da área. Mesmo ocorrendo esse avanço, no período de 49 anos, houve um acréscimo na área de vegetação natural, que outrora ocupava apenas 12,33% da área (1962), e em 2011 passou a representar 25 % da área total da bacia hidrográfica, mostrando um aumento na conscientização da importância em preservar a natureza. Desta forma, pode-se concluir que as ferramentas de análise baseadas em SIGs possibilitaram analisar as variações no espaço e no tempo além de propor alternativas para o uso adequado do solo.
Palavras-chave: Sistema de Informação Geográfica (SIG). Recursos Hídricos. Preservação Ambiental.
LAND USE MONITORING ON A WATERSHED IN BOTUCATU (SP), USING GEOTECHNOLOGY
The increasing expansion of the agricultural activities, without considering the potential and limitations of soils is a potential source of environmental degradation. Thus, the present study assessed the variation of land uses in 49 years, between 1962 and 2011 at the córrego São Caetano, Botucatu/SP. Geoprocessing techniques were used in this study. In a Geographic Information System (GIS) - Idrisi – it was integrated the information from IBGE digital maps, scale 1:50000, plus aerial photographs (1962) and satellite images Landsat - 5 (2011). In the study area, we can view the progress of the urban area, which in 1962 was not present in the watershed. In 2011, the urban area occupied 21.37% of the total area. Even with this breakthrough occurring in the period of 49 years, there was an increase in the area of natural vegetation, which once occupied only 12.33% of the area (1962), and in 2011 represents 25% of the total area of the watershed, showing an increase in awareness on the importance of preserving nature. Thus, we can conclude that the analysis tools based on GIS enabled us to analyze variations in space and time and to propose alternatives to the correct land uses.
Key-words: Geographic Information System (GIS), Water Resources, Environmental preservation.
INTRODUÇÃO
Na gestão ambiental, uma das principais dificuldades é a falta de uma fonte de dados com informações básicas da paisagem. Tais informações são extremamente necessárias em projetos ambientais, especialmente para realizar a recomposição de áreas degradadas, servindo de auxílio ao manejo e à conservação do solo e da água, nas bacias hidrográficas.
O conhecimento das áreas de uso de uma determinada região, além de possibilitar o direcionamento adequado do tipo de manejo, permite identificar possíveis problemas acarretados pelo efeito das ações antrópicas sobre essas regiões, tendo relação direta com a conservação e a exploração sustentável dos recursos naturais. Ao mesmo tempo, o planejamento adequado da terra deve ser realizado constantemente para que a degradação não ocorra ou, ao menos, seja diminuída ao longo dessas áreas, principalmente nas áreas de preservação permanente (APPs).
O mapeamento de uma bacia hidrográfica permite estudos e planejamentos de atividades urbanas e rurais, com determinação do uso e ocupação do solo, indicação de áreas propícias à exploração agrícola, pecuária ou florestal, previsão de safras e planejamento urbano (CAMPOS et al. 2009).
O uso de tecnologias computacionais na gestão dos recursos naturais e na gestão e monitoramento do território vem se tornando cada vez mais importantes, recebendo mais atenção por parte de pesquisadores, universidades, empresas e gestores públicos.
As geotecnologias, representadas em especial pelo Sistema de Informação Geográfica (SIG), Sensoriamento Remoto e Sistema de Posicionamento Global (GPS), apresentam uma série de facilidades na geração e produção de dados e informações para o estudo de fenômenos geográficos, como por exemplo, os desastres naturais (COPPOCK, 1995). Tais tecnologias são muito utilizadas na realização de trabalhos na área de geoprocessamento, servindo também para estudar diversas áreas da Ciências Agrárias.
A respeito do SIG, uma importante ferramenta para a produção e manuseio de mapas, Moura (2005) caracterizou esse sistema como um sistema de informação que compreende a aquisição, armazenamento, manipulação, analise e apresentação de dados georreferenciados, ou seja, um sistema de processamento de informação espacial.
A aplicação da tecnologia de SIG facilita a maneira de como o uso do solo pode ser monitorado, pois técnicas relativamente simples podem fornecer informações que permitem a
avaliação pontual e temporal, reparação e readequação dos usos a um custo aceitável. Uma questão importante na adoção das técnicas de SIG para o planejamento do uso do solo é a atividade agrícola (PELEGRIN, 2001).
O uso de geotecnologias, observação em campo para a classificação do uso da terra, monitoramento de bacias hidrográficas e dos impactos nos recursos hídricos e na vegetação nativa são procedimentos indispensáveis para a análise do meio e estão sendo muito utilizados nos últimos anos (SANTOS et al., 2000).
O acompanhamento da dinâmica do uso do solo nos municípios apresenta grande importância no intuito de refletir sobre as mudanças de aspectos socioeconômicos de determinadas regiões, e até mesmo, de permitir o seu monitoramento ambiental.
Assim, o presente trabalho teve como objetivo utilizar geotecnologias no mapeamento, discriminação e quantificação da área de uso do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano _ Botucatu/SP, por meio de fotografias aéreas de 1962 e imagem de satélite de 2011.
O acompanhamento do uso e ocupação do solo na bacia no decorrer de 49 anos, possibilitará o estudo e um monitoramento sobre as mudanças ocorridas na área.
MATERIAIS E MÉTODOS
A bacia hidrográfica do córrego São Caetano encontra-se situada no município de Botucatu/SP e é definida pelas coordenadas geográficas: latitude 22º 46’ 21” a 22º 52’ 32” S e longitudes 48º 26’ 25” a 48º 29’ 27” W Gr., com uma área de 3.239,41 ha (Figura 1).
O clima da região é do tipo Aw conforme classificação de Köppen sendo: clima tropical com estação seca de inverno (meses de junho/julho/agosto) e chuvas predominantes no verão, temperatura média anual de 21.8°C e precipitação média anual de 1313.9mm, com altitude de 560 metros (CEPAGRI, 2014).
De acordo com Souza (2012), a nascente do córrego São Caetano situa-se no distrito industrial I, do Município de Botucatu/SP.
Os pontos de controle (coordenadas) para o georreferenciamento e os pontos de máxima altitude para digitalização do limite da bacia tiveram como base a Carta Planialtimétrica em formato digital, editada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística _ (IBGE _ 1969), folha de Botucatu (SF-22-R-IV-3), em escala 1:50.000.
Figura 1. Localização da bacia hidrográfica do córrego São Caetano no Estado de São Paulo/SP.
A imagem de satélite digital, das bandas 3, 4 e 5 do sensor Thematic Mapper do Landsat – 5, da órbita 220, ponto 76, quadrante A, passagem de 2011, escala 1:50.000 foi utilizada para a obtenção dos dados.
O processamento dos dados foi realizado em um microcomputador Processador Intel Inside Core i7, 1,80 GHz, com sistema operacional de 64 bits, HD 1TB, 8 GB de memória RAM, com saída para impressora a jato de tinta HP Deskjet 695C. Para a entrada das informações analógicas como limite da bacia e áreas de cobertura vegetal foi utilizado o escâner Genius Vivid Pro II.
O Sistema de Informações Geográficas (SIG) utilizado foi o software Idrisi Selva, para o processamento das informações georreferenciadas, conversão dos dados vetoriais em imagem raster e elaboração do mapa final do uso da terra.
O software CartaLinx foi utilizado na digitalização do limite da bacia, da rede de drenagem e das áreas de cobertura vegetal, obtidas por fotografias aéreas.
A delimitação da bacia hidrográfica foi dada pelas linhas divisoras de água que demarcam seu contorno, mais conhecidas por divisores de águas. Essas linhas são definidas pela conformação das curvas de nível existentes nas cartas planialtimétricas e ligam os pontos mais elevados da região em torno da drenagem (ARGENTO; CRUZ, 1996).
O contorno da área da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP foi realizado por meio da carta planialtimétrica editada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística _ (IBGE, 1969), folha de Botucatu (SF-22-R-IV-3), escala 1:50000, segundo os pontos mais elevados em torno da drenagem, tendo-se como base a definição de Rocha (1991) para a unidade de bacia hidrográfica.
Primeiramente, foi importado para o Idrisi em formato vetorial, o arquivo TIFF que contêm a carta planialtimétrica. A carta foi georreferenciada, sendo posteriormente, com o auxílio do software CartaLinx feito a delimitação da área de estudo.
Depois, foi elaborada uma composição colorida com a combinação das bandas 3, 4 e 5, obtida a partir da imagem de satélite digital, do sensor Thematic Mapper do Landsat _ 5, da órbita 220, ponto 76, quadrante A, passagem de 2011, escala 1:50.000. Esta imagem apresenta uma boa discriminação visual dos alvos, possibilitando a identificação dos padrões de uso da terra. Esta composição apresenta os corpos d’água em tons azulados, as florestas e outras formas de vegetação em tons esverdeados e os solos expostos em tons avermelhados.
O processo de composição da imagem RGB (Red/Green/Blue) foi realizado utilizando a função Composite do menu Display do SIG-Idrisi.
Para a realização do georeferenciamento da composição, utilizou-se a função Reformat/Resample do SIG _ Idrisi, sendo os pontos de controle obtido nas cartas planialtimétricas do IBGE, referentes ao município de Botucatu/SP. Após o georreferenciamento, foi feito o corte, por meio da ferramenta overlay do SIG- Idrisi, extraindo-se apenas a área da bacia.
Para o georreferenciamento, também foi utilizado o sistema de coordenadas planas, projeção UTM, datum córrego Alegre. Porém, foram utilizados dois arquivos de pontos de controle, sendo o primeiro da imagem de satélite e o outro, da carta topográfica a qual, já estava georreferenciada pela etapa anterior. Desta forma, foram determinadas as coordenadas de cada ponto e com estes dados foi elaborado um arquivo de correspondência. Após o georreferenciamento, recortou-se a imagem utilizando-se a opção Reformat/Window, extraindo a área da bacia como apresentado na Figura 2.
Figura 2. Imagem georreferenciada com composição das bandas 3, 4 e 5 do sensor Thematic Mapper do Landsat - 5, adicionado o limite da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP.
Em seguida, no software CartaLinx, utilizando o comando File/Image Conversion, o arquivo georreferenciado foi carregado e salvo. Na sequência, por meio do comando File/New Coverage/Coverage Based Upon Bitmap abriu-se o mesmo arquivo para o iniciar o processo de delimitação dos elementos (limite, da rede de drenagem e das áreas de uso e cobertura). Para delimitar as áreas de uso e cobertura foram criados polígonos e para a rede de drenagem as linhas.
Com relação à elaboração dos polígonos de uso e cobertura foi criada uma tabela, no menu Tables/Add Fields e em cada polígono colocado o número correspondente aos elementos presentes na área (Ex.: Mata = 1, Área Urbana = 2, e assim sucessivamente).
Posteriormente, esses arquivos criados foram exportados para o Idrisi. A tabela de uso e ocupação também foi exportada e transformada para raster. Por meio do comando Area do menu
Database Query, pertencente ao módulo Analysis, foram determinadas as áreas e as porcentagens de cada uso.
As fotografias aéreas provenientes das coberturas aerofotogramétricas do Estado de São Paulo, de 1962, com escala nominal aproximada de 1:25.000, com recobrimento longitudinal de aproximadamente 60% e 30% na lateral foram utilizadas para a análise e obtenção dos valores de uso do solo.
A observação estereoscópica dos pares de fotografias aéreas verticais ocorreu com a utilização do estereoscópio. Inicialmente, foi feita uma montagem do conjunto de fotografias aéreas verticais correspondentes à área da bacia em estudo, para ter uma visualização geral da mesma, sendo em seguida traçadas as linhas de vôo e a delimitação da área efetiva, conforme Coelho (1972); depois, com o auxílio da estereoscopia, foram decalcadas, em filme de poliéster Terkron D-50 microns, o limite, a rede de drenagem e as áreas de uso e cobertura da Terra.
Realizou-se a transferência dos elementos de interesse encontrados nas fotos para o mapa base (obtido da Carta do IBGE em escala 1:50.000). No mapa foi efetuada a correção da escala no Aerosketchmaster, ou seja, uma adequação da escala da fotografia aérea para a escala da imagem de satélite, pelo fato de esta se encontrar em escala 1:50000, e aquela em escala 1:25000.
Esses elementos de interesse foram escanerizados e importados para o Idrisi, em formato BMP. O georreferenciamento ocorreu por meio do menu Reformat/Resample, e em Input utilizou-se o arquivo a ser georreferenciado e em Output teve como base um já georreferenciado. Os pontos de controle para o georreferenciamento foram obtidos nas cartas planialtimétricas do IBGE, referentes ao município de Botucatu/SP.
Após a etapa de georreferenciamento, no software CartaLinx, por meio do comando File/ Image Conversions, buscou-se o arquivo georreferenciado e este foi salvo, em seguida, em File/New Coverage/Coverage Based Upon Bitmap. Após, abriu-se o mesmo arquivo para começar o processo de delimitação dos elementos (limite, da rede de drenagem e das áreas de uso e cobertura). Para o limite e as áreas de uso e cobertura foram criados polígonos e para a rede de drenagem linhas.
Para a vetorização dos polígonos de uso e cobertura do solo, criou-se uma tabela, assim como foi realizado com a imagem de satélite, no menu Tables/Add Fields, sendo que, em cada polígono foi colocado o número correspondente aos elementos (Ex: Mata = 1, Área Urbana = 2, e assim sucessivamente).
Posteriormente, os arquivos criados a partir dos usos encontrados nas fotografias aéreas de 1962 foram exportados para o Idrisi, juntamente com a tabela de uso e ocupação em formato raster.
Finalizando a etapa de dimensionamento da ocupação de 1962, foram determinadas as áreas e as porcentagens de cada uso, por meio do comando Area do menu Database Query, pertencente ao módulo Analysis.
RESULTADOS
Para o mapeamento do uso e ocupação do solo em 1962 foram encontrados quatro (4) classes de uso sendo: mata (vegetação natural), pastagem, culturas (anuais e perenes) e cerrado, como pode-se observar na Figura 3.
Figura 3. Uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP, obtido por fotografias aéreas de 1962.
A interpretação dessas informações retiradas do mapa foi feita de forma detalhada ao analisar a Tabela 1, que contém os valores em hectares e porcentagens de cada classe de uso do solo e vegetação natural, em relação à área total da bacia.
Tabela 1. Classes de uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP, obtidas por fotografias aéreas de 1962.
Classes de uso da Terra Área
ha % Mata 399,58 12,33 Pastagem 1399,18 43,19 Culturas 859,32 26,53 Cerrado 581,33 17,95 Total 3239,41 100
Como resultado do mapeamento referente ao ano de 2011, pode-se identificar a presença de cinco classes de uso do solo (Figura 4 e Tabela 2), que compreendem à mata, pastagem, cultura, reflorestamento, e área urbana.
Figura 4. Uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP, obtido por imagens de satélite de 2011.
Os resultados obtidos (Figura 4 e Tabela 2) mostram que a bacia vem sendo ocupada por 809,79 ha de mata; 1117,94 ha de pastagens; 599,96 ha por culturas perenes e anuais; 19,53 ha de reflorestamento e 692,19 ha de área urbana.
Tabela 2. Uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano – Botucatu/SP, obtido por imagens de satélite de 2011.
Classes de uso da Terra Área
ha % Mata 809,79 25 Pastagem 1117,94 34,51 Cultura 599,96 18,52 Reflorestamento 19,53 0,6 Área Urbana 692,19 21,37 Total 3239,41 100
Com base na análise comparativa dos resultados obtidos nas Figuras (3 e 4) e Tabelas (1 e 2), pode-se constatar a expansão urbana durante o período de 49 anos. A área urbana presente na bacia, nos dias atuais, ocupa áreas que em 1962 apresentavam pastagens e culturas, fato este que comprova a diminuição de 1.399,18 ha de pastagem em 1962 para 1.117,94 ha em 2011, ou seja, uma diminuição de 20% (281,24 ha). No caso das culturas, que também tiveram suas áreas reduzidas, a diminuição foi de 859,32 ha (1962) para 599,96 ha em 2011, representando uma queda de 30% (259,36 ha), comparando com a presente em 1962. Esses fatos mostram que durante o período houve um aumento significativo da área urbana, e que o campo destinou espaço para a expansão urbana.
Outro fato que merece destaque, é o aumento significativo das áreas de matas, que no caso são representadas pela vegetação natural (matas, reservas legais e matas ciliares). A área de mata teve nesse período de 49 anos, um aumento de 410,21 ha, sendo que, em 1962 a área de matas era de 399,58 ha, e em 2011 de 809,79 ha.
Com base nesses dados, pode-se destacar o aumento da conscientização do produtor no quesito preservação da natureza. A preservação é de fundamental importância, já que o carreamento de grande quantidade de solo, matéria orgânica e insumos agrícolas, decorrentes dos outros usos, contribui de forma negativa para o assoreamento dos rios, aumento da concentração de sólidos e
outros componentes, comprometendo assim, a qualidade e a quantidade dos recursos hídricos. E, consequentemente, sua falta, acaba acarretando a degradação da qualidade de vida da população.
A identificação do uso e ocupação do solo constitui-se num importante elemento para o estudo ligado à temática ambiental. Tal estudo proporciona visualizar parâmetros quantitativos e qualitativos, que se conhecidos e compreendidos, poderão trazer inúmeros benefícios ao ambiente, e consequentemente influenciando na qualidade de vida da população.
Na área em estudo ocorre o avanço da área urbana, que em 1962 não estava presente na bacia, e em 2011 ocupava 21,37% da área. No período de 49 anos, houve um acréscimo na área de vegetação natural, que outrora ocupava apenas 12,33% da área, e em 2011 passou a representar 25% da área total da bacia, mostrando uma conscientização na importância da preservação da natureza.
As facilidades ao acesso às tecnologias de Sistemas de Informações Geográficas, juntamente com disponibilização gratuita de cartas planialtimétricas (IBGE), imagens de satélites (INPE), entre outros, tornam-se importantes meios para os estudos na área ambiental.
O Sistema de Informação Geográfica promoveu a divisão e o estudo dos diversos usos do solo nas imagens de satélites e fotografias aéreas, como o uso agrícola, pastagem, reflorestamento, cana-de-açúcar, mata ciliar, entre outros. O SIG - Idrisi se mostrou eficiente por seus diferentes módulos para georreferenciamento, classificação digital do uso e ocupação do solo e modelo matemático permitiu a discriminação dos diversos usos.
CONCLUSÃO
Na área de uso do solo da bacia hidrográfica do córrego São Caetano _ BotucatuSP, pode-se constatar uma expansão urbana durante o período de 49 anos.
As áreas de matas aumentaram, que no caso são representadas pela vegetação natural (matas, reservas legais e matas ciliares). A área de mata teve nesse período de 49 anos, um aumento de 410,21 ha, sendo que, em 1962 a área de matas era de 399,58 ha, e em 2011 de 809,79 ha.
REFERÊNCIAS
ARGENTO, M. S. F.; CRUZ, C. B. M. Mapeamento geomorfológico. In: CUNHA, S. B.; GUERRA, A. J. T. (Org.)
Geomorfologia: exercícios, técnicas e aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1996. Cap. 9, p.264-82.
CAMPOS, S. et al. Evolução do Uso das Terras da Microbacia do Alto Capivara _ Botucatu (SP). In: Anais...II Simpósio de Engenharia Rural. Bandeirantes, Paraná. 2009.
CEPAGRI.Unicamp. Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas a Agricultura: Clima dos Municípios Paulistas. Disponível em: < http://www.cpa.unicamp.br/outras-informacoes/clima_muni_086.html>. Acesso em: 29 ago. 2014.
COELHO, A. G. de S. Obtenção de dados quantitativos com o emprego de fotografias aéreas verticais.
Aerofotogrametria. São Paulo, v.8, 1972. 23p.
COPPOCK, J. T. GIS and natural hazards: an overview form a GIS perspective. In: CARRARA, A.; GUZZETTI, E.
Geographical Information systems in assessing natural hazards. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1995.
Cap 2, p. 21-34.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Carta topográfica: Botucatu (SF-22-R-IV-3). Serviço gráfico do IBGE, 1969. Escala 1:50.000.
MOURA, A. C. M. Geoprocessamento na gestão e planejamento urbano. Belo Horizonte, 2005.
PELEGRIN, L. A. Técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento aplicadas ao mapeamento do uso do
solo: a Bacia do Rio Pará como um exemplo. 2001. 109p. Dissertação (Mestrado), Analise Espacial – Pontifícia
Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG. 2001
ROCHA, J. S. M. Manual de manejo integrado de bacias hidrográficas. Santa Maria:ed. UFSM, 1991. 181p. SANTOS, C.A.G.; SUZUKI, K.; WATANABE, M. et al. Influência do tipo da cobertura vegetal sobre a erosão no semi-árido paraibano. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 4, n. 1, p. 92–96, 2000.
SOUZA. I. F. de. Avaliação da Qualidade da Água do Córrego São Caetano na Área Urbana do Município de
Botucatu- SP. Tese (Doutorado), Agronomia/Energia na Agricultura, Faculdade de Ciências Agronômicas,
II PARTE
SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS APLICADO NA CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DE UMA MICROBACIA HIDROGRÁFICA
Sérgio Campos, Alexandre Monteiro da Silva, Elen Fittipaldi Brasílio Carrega
Resumo
A caracterização morfométrica de uma microbacia é muito importante no diagnóstico da susceptibilidade à degradação ambiental, pois os resultados nortearão o planejamento, o manejo e a implementação de medidas mitigadoras para conservação dos recursos hídricos. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização morfométrica da microbacia do ribeirão Tabuleta – Piquete/SP no Sistema de Informação Geográfica (SIG) e utilizando técnicas de geoprocessamento. As bases cartográficas utilizadas foram as cartas planialtimétricas dos municípios de Lorena/SP e Delfim Moreira/MG, editadas pelo IBGE (1970), em escala 1:50.000, para a hierarquização da rede de drenagem e a análise morfométrica. As variáveis avaliadas foram as dimensionais, do padrão de drenagem e do relevo, com o emprego do programa computacional ArcGis 9.3. Os resultados permitiram concluir que a microbacia do ribeirão Tabuleta apresentou altos riscos de susceptibilidade à erosão e à degradação ambiental, sendo fundamental a manutenção da cobertura vegetal e das zonas ripárias para conservação dos serviços ambientais. O fator de forma (0,61) e a densidade de drenagem (2,61) permitiram inferir que o substrato tem permeabilidade baixa com menor infiltração e maior escoamento da água. A declividade acentuada das encostas (53,42%) indica que, se a microbacia não for conservada pode haver alteração na regulação do sistema hidrológico. O programa computacional ArcGis 9.3 foi adequado à digitalização e análise dos dados.
Palavras-chave: rede de drenagem, geoprocessamento, sensoriamento remoto.
GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM APPLIED TO MORPHOMETRIC CHARACTERIZATION IN A WATERSHED
The morphometric characterization of a watershed is very important in the diagnosis of susceptibility to environmental degradation because the results will guide the planning, management and implementation of mitigation measures for conservation of water resources. This study aimed to morphometric characterization of the watershed of the river Tablet - Piquete / SP in Geographic Information System (GIS) and using geoprocessing techniques. The cartographic databases used were the planialtimetrics letters of the cities of Lorena / SP and Delfim Moreira / MG, published by the IBGE (1970), in 1: 50.000, to the hierarchy of the drainage network and the morphometric analysis. The evaluated variables were dimensional, the drainage pattern and relief with the use of the computer program ArcGIS 9.3. The results showed that the watershed of the river tablet showed high risk of susceptibility to erosion and environmental degradation, it is essential to maintain vegetation cover and riparian areas for conservation of environmental services. The shape factor (0.61) and drainage density (2.61) allowed to infer that the substrate has low permeability with less leakage and improved draining of water. The steep slopes of the slopes (53.42%) indicates that if the catchment is not conserved there may be changes in regulation of the hydrological system. The computer program ArcGIS 9.3 was suitable for scanning and data analysis.
Key-words: drainage net, geoprocessing, remote sensing.
INTRODUÇÃO
O monitoramento contínuo dos recursos hídricos é essencial para avaliar os fenômenos hidrológicos críticos, envolvendo tanto as secas, quanto as inundações. Com a adequada avaliação dos recursos hídricos por meio do monitoramento dos dados relativos a uma microbacia por exemplo, pode-se propor uma adequação da ocupação do solo em relação ao seu potencial, tornando possível um manejo racional, equilibrado e sustentável (SILVA, 2003).
O geoprocessamento utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação sobre fenômenos geograficamente identificados (CÂMARA; MDEDEIROS, 1998). Para SILVA (1999), o geoprocessamento é um conjunto de técnicas de processamento de dados, destinado a extrair informação ambiental a partir de uma base de dados georreferenciados, tendo sido empregado em diversas áreas da Ciência, tais como cartografia, geografia, geologia, agricultura e recursos florestais.
O geoprocessamento tem contribuído para os estudos de planejamento urbano e rural, meios de transportes, comunicações, energia (MOREIRA, 2001). A obtenção de dados georreferenciados, obtidos por sensoriamento remoto e a sobreposição de mapas que viabilizam a confecção de áreas de uso do solo com rapidez, permitem um exame amplo do conjunto de variáveis, que são usualmente consideradas nos planejamentos de manejo do solo. No planejamento de recursos naturais, têm sido utilizadas ferramentas digitais para aquisição, análise e divulgação de informações espaciais, como os Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), pois a principal característica destes é focalizar o relacionamento de determinado fenômeno da realidade com sua localização espacial.
A caracterização morfométrica de uma microbacia é fundamental no diagnóstico de susceptibilidade à degradação ambiental, delimitação da zona ripária, planejamento e manejo de microbacias (MOREIRA; RODRIGUES, 2010), pois sua caracterização permite descrever a formação geomorfológica da paisagem (CHRISTOFOLETTI, 1980).
A caracterização morfométrica possui um papel significativo no condicionamento de respostas ligadas à erosão hídrica, gerado após eventos pluviométricos relevantes (ARRAES et al., 2010). Nesse sentido, é possível avaliar o comprimento da rede de drenagem e suas relações com a área de microbacias e associar esses valores a problemas de enchentes e erosões ao longo do curso d’água (Torres et al., 2008).
O presente trabalho teve como objetivo realizar a caracterização morfométrica da microbacia do ribeirão Tabuleta – Piquete/SP utilizando técnicas de geoprocessamento, visando à recuperação dos recursos hídricos da área futuramente. Esta microbacia foi selecionada para este estudo, uma vez que sua rede de drenagem é uma das responsáveis pelo abastecimento urbano do município de Piquete/SP, localizado parcialmente na serra da Mantiqueira e por ser também um importante formador de águas da bacia do rio Paraíba do Sul/SP.
MATERIAIS E MÉTODOS
Aspectos gerais da área de estudo
A microbacia do ribeirão Tabuleta (Figura 1), uma das principais abastecedoras e afastadoras de águas usadas na área urbana do município de Piquete/SP, encontra-se localizada entre as coordenadas UTM, longitudes 473110 m a 478670 m W e 7500120 m a 7500235 m S, na porção noroeste do médio vale do rio Paraíba do Sul. Possui cerca de 40% de sua área dentro da Área de Proteção Ambiental (APA) da Mantiqueira, a qual foi criada pelo Decreto no 91.304 de 03/06/1985. Possui 23% de área com vegetação natural composta de remanescentes da Floresta Atlântica, concentrados principalmente a noroeste do município, estando também situado em uma área de proteção e recuperação de mananciais do rio Paraíba do Sul; local estratégico em função dos recursos hídricos, com áreas propensas para servir de corredor ecológico da região da Mantiqueira (Silva, 2003).
A área desta microbacia está caracterizada pelo relevo montanhoso, com terrenos íngremes e a ocorrência de processos erosivos em certos locais. As características do relevo e o tipo de solo dessa área fazem com que estes ambientes, associados aos índices pluviométricos acentuados e declives fortes, tornem-se vulneráveis. Estas características, devido à utilização inadequada de certos trechos com reflorestamento de espécies exóticas e a ação antrópica, ocasionam um desequilíbrio ambiental (Silva, 2003).
A rede de drenagem da microbacia do ribeirão Tabuleta foi obtida segundo o sistema de Strahler (1957), que modificou o sistema de classificação de rios de Horton (1945), introduzindo o conceito de segmento de rio, onde a junção de dois segmentos de mesma ordem origina um segmento de ordem superior e a união de dois canais de ordens diferentes permanecerá o de ordem maior.
Figura 1. Localização, rede de drenagem e planialtimetria da microbacia do ribeirão Tabuleta -Piquete/SP.
A base cartográfica para medição dos parâmetros morfométricos foram as cartas planialtimétricas do município de Lorena/SP (SF VI-2) e Delfim Moreira/MG (SF 23-Y-B-VI-1), projeção Universal Transversa de Mercator (UTM), editadas pelo IBGE. (1970), com curvas de nível eqüidistantes de 20 metros e fotografias aéreas verticais pancromáticas, em escala nominal aproximada de 1:25.000, da Base Aerofotogrametia S/A (1962).
As medições das distâncias retas, distâncias curvas, para os segmentos de rio e o perímetro das microbacias foram efetuadas utilizando o software Arcview (Esri), no qual foi armazenado o banco de dados
Variáveis dimensionais
A análise de variáveis dimensionais da microbacia do ribeirão Tabuleta, realizadas segundo procedimentos e métodos de geoprocessamento no software ArcGis 9.3, a partir do comando measure na guia tools (perímetros e comprimentos), foram as seguintes: Área (A): compreende a extensão circunscrita pela linha do divisor de água que delimita a microbacia, este parâmetro
representa a área drenada pelo conjunto do sistema fluvial, projetado no plano horizontal, é expressa em quilômetros quadrados (HORTON, 1945); Perímetro (P): compreende a linha limítrofe da microbacia que é representada pela linha do divisor topográfico que circunda a microbacia, expresso em quilômetros (SMITH, 1950); Maior Comprimento (C): representa a medida do comprimento da linha que une a foz até o ponto extremo da microbacia, localizado sobre a linha do divisor topográfico, que segue a direção do vale principal, sendo expressa em quilômetros (SCHUMM, 1956); Maior Largura (L): é a maior dimensão linear que a microbacia apresenta num eixo transversal ao vale por ela formado, sendo medida transversalmente ao maior comprimento, expressa em quilômetros (STRAHLER, 1958) e Comprimento Total da Rede (Cr): corresponde à soma do comprimento de todos os segmentos de rios que formam a rede de drenagem da microbacia hidrográfica, sendo mensurada em quilômetros (HORTON,1945).
Variáveis da composição da rede de drenagem
A composição da rede de drenagem refere-se ao número e comprimento de rios nas diferentes ordens de ramificação de uma bacia (HORTON, 1945) e permite determinar os números de segmentos de rios (Nw) e o número total de segmentos de rios (Nt) da microbacia. A razão de ramificação ou de bifurcação (Rb) correspondente à média aritmética da relação entre o número de segmentos de rios de uma dada ordem e o da ordem imediatamente seguinte (HORTON, 1945), conforme a fórmula: Rb= [(Nw1/Nw2) + (Nw2/Nw3) + (Nw3/Nw4)]/3. O comprimento total de segmentos de rios (Lt) foi determinado nos comandos do aplicativo ArcGis 9.3. A razão de comprimento total (Rlw) correspondente à média aritmética da relação entre as somas dos comprimentos de segmentos de rios de uma dada ordem e o da ordem superior (STRAHLER, 1957), correspondente à fórmula: Rlw = [(Lw1/Lw2) + (Lw2/Lw3) + (Lw3/Lw4)]/3. O comprimento médio de segmentos de rios (Lmw) foi obtido a partir da relação entre a soma dos comprimentos de rios de cada ordem (Lw) pelo número de segmentos de rios da referida ordem (Nw). A razão de comprimento médio (Rl) correspondente à média aritmética da relação entre o comprimento médio de segmentos de rios de uma dada ordem e o da ordem imediatamente inferior (HORTON, 1945), dado pela fórmula: Rl = [(Lmw4/Lmw3) + (Lmw3/Lmw2) + (Lmw2/Lmw1)] /3.
