Daniel de Souza Andrade Universidade Federal de Campina Grande- danielgeo.1ufcg@gmail.com
Andréia Alves de Oliveira Universidade Federal de Campina Grande- andreia.svs@hotmail.com
Elânia Daniele Silva Araújo Universidade Federal da Paraíba- elaniadani@hotmail.com
O uso de geotecnologias para o estudo da paisagem da zona costeira do estado de Sergipe com imagens do landsat 5 e 8: banco de dados do INPE e do USGS .
INTRODUÇÃO
A atual era Técnico-Cientifico-Informacional insere a Geografia em uma ampla variedade de metodologias a partir de novas tecnologias que facilitam os estudos geográficos. A utilização em massa desses produtos tecnocientíficos por esta ciência, consiste na rapidez em que as informações são adquiridas, na quantidade, qualidade, nas várias escalas da análise espacial dos diversos fenômenos que podem ser estudados, dentre outros.
Estas metodologias e técnicas são empregadas para o estudo da paisagem, dentre elas as geotecnologias, que a cada dia estão mais presentes no campo da Geografia e da Cartografia, como o Geoprocessamento, Sistema de Informação Geográfica (SIG) e Sensoriamento Remoto (SR).
Para Florezano (2005, p. 25),
As geotecnologias referentes ao Sensoriamento Remoto e aos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) estão cada vez mais interligadas. Suas aplicações nos diferentes campos do conhecimento têm aumentado. A princípio, em Geografia essas tecnologias têm uma vasta aplicação.
Silva et. al. (2016), destaca que os dados gerados pelas geotecnologias são de suma importância para a atual era contemporânea na ciência geográfica, contudo, o arcabouço teórico não é oferecido por estas tecnologias, trata-se de uma técnica, a interpretação e análise das informações depende do pesquisador, neste caso, do geógrafo.
Ao se referir as geotecnologias para o estudo do ambiente pela geografia é indiscutível citar a importância da cartografia, a qual está diretamente vinculada as várias subdisciplinas geográficas. Minimiza-se o uso da cartografia tradicional para mergulhar-se na cartografia digital, com produtos mais bem elaborados, precisos e completos. Duarte (2008), define como cartografia a ciência e arte de retratar em um plano a organização do espaço, seja ele terrestre ou não.
O SR baseia-se na captação de dados da superfície terrestre sem entrar em contato direto com os alvos, contudo, devido a distância e os vários fenômenos atmosféricos, tais produtos podem conter erros ou discrepâncias. Nuvens, qualidade do sensor, período de estiagem, dentre outros, que contribuem para tais discrepâncias.
Relacionado as interferências atmosféricas, Meneses et al (2012), explica que Durante a sua passagem através da atmosfera, a REM vinda do Sol ou emitida pela Terra, interage com as moléculas dos constituintes gasosos e com o material particulado suspenso na atmosfera. Nessa passagem, a atmosfera interfere na intensidade do fluxo radiante, na distribuição espectral e na direção dos raios incidentes, tanto na sua trajetória descendente entre o Sol e a Terra como na trajetória ascendente da radiação refletida e emitida da superfície terrestre para o sensor. Se não houvesse atmosfera o céu seria preto com um disco brilhante (o Sol) do qual receberíamos radiação direta. Na média, 47% do fluxo de radiação que incide na superfície terrestre é absorvido pelos materiais da superfície terrestre, 37% é refletido pela Terra (incluindo nuvens e atmosfera) e 17% é absorvido pela atmosfera.
O geoprocessamento utiliza-se de técnicas matemáticas e da informática para tratar, processar e organizar informações espaciais e temporal. Para tanto, programas computacionais como softwares e aplicativos distintos são necessários para geoprocessar dados, e também para minimizar tais interferências destes.
Os produtos são provenientes de bancos de dados na maioria das vezes, on-line, que disponibilizam imagens, mapas, gráficos e outros oriundos de satélites para estudos ambientais, meteorológicos, prevenção de desastres naturais entre outros. O INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e o USGS (United States Geological Survey) fazem parte desta família, sendo ambos sites on-lines, cujo o primeiro é brasileiro, criado em 1969, o qual chamava-se Grupo de Organização da Comissão Nacional de Atividades Espaciais (GOCNAE), que tem a missão de “Produzir ciência e tecnologia nas áreas
espacial e do ambiente terrestre e oferecer produtos e serviços singulares em benefício do Brasil” (INPE, 2017).
Já o segundo foi criado em 1879 nos Estados Unidos das Américas, visando inicialmente o mapeamento das terras públicas, exames da estrutura geológica e avaliação dos recursos minerais. Após alguns anos, expandi-se a missão incuindo a pesquisa de águas subterrâneas, ecossistemas, saúde ambiental, riscos naturais e mudanças no uso do solo e do clima.
Considerando a importância destes produtos geotecnológicos para estudos da paisagem, este trabalho é resultado da análise das imagens registradas pelos satélites da linha Landsat 5 e 8 da zona costeira do estado de Sergipe- SE, a partir das quatro formas de medições de identificação de um objeto na superfície, que são elas, de acordo com Meneses e Almeida (2012): (1) Área do campo de visada do sensor; (2) Cumprimento de ondas das bandas; (3) Valores numéricos da medida da radiancia do alvo; (4) E data em que a imagem foi tomada.
OBJETIVO
Geral
Analisar os produtos oferecidos pelos satélites Landsat 5 (TM) e 8 (OLI) entre os anos de 1994, 2004 e 2014 da Zona Costeira do estado de Sergipe. Específicos
Identificar os principais avanços, dificuldades e perspectivas dos produtos geotecnológicos utilizados para estudos ambientais;
Compreender o banco de dados da linha Landsat do INPE referente a área de estudo;
Evidenciar as dificuldades de se trabalhar com a área devido os fenômenos provindos destes satélites.
Partimos de uma revisão bibliográfica sobre os conteúdos abordados, seguida da análise dos dados existentes sobre a costa litorânea de Sergipe- SE no banco de dados do INPE e USGS, com utilização de técnicas de SR e Geoprocessamento.
Para a análise espaço temporal da costa litorânea foram realizadas as seguintes etapas:
Escolha e aquisição das imagens do banco de dados online INPE e USGS (Quadro1);
Quadro 01. Lista de imagens escolhidas de acordo com satélite/sensor, ponto/órbita e data de aquisição do produto.
SATÉLITE/SENSOR PONTO/ÓRBITA DATA
Landsat 8 (OLI) 67/214 04/01/2014 67/215 27/11/2014 68/215 24/09/2014 Landsat 5 (TM) 67/214 05/09/2004 67/215 24/06/2004 68/215 24/06/2004 67/214 09/06/1995 215/67 12/05/1994 68/215 12/05/1994
Empilhamento das bandas espectrais para ambos sensores a qual consiste na sobreposição das imagens em escala de cinza;
Radiância para o sensor TM;
Reprojeção para sensor OLI, orientação da imagem ao Sul; Reflectância para ambos;
Mosaico para todas as imagens, unificação de todas as imagens de acordo com ponto e órbita;
Classificação Supervisionada; Análise das classes.
Após as análises constatou-se que, para o estudo da costa litorânea do estado de Sergipe a partir de imagens do Landsat 5 e 8 entre os anos de 1994, 2004 e 2014 são necessários produtos provindos de sensores ativos, pois o considerável número de nuvens acabam inviabilizando a pesquisa, a saber Figura 1.
Figura 1: Nuvens sobre a zona costeira do estado sergipano.
Como nota-se na figura 1, os bolsões de nuvens espalham-se desde o litoral sul até o litoral norte, adentrando o continente. Apenas na imagem do ano de 2004 o número de nuvens diminui, contudo, ao norte ver-se que estas permanecem sobre a ZC. Com isto,
para o estudo do uso e ocupação do solo através da classificação supervisionada, a imagem deve conter o mínimo de interferência atmosférica.
A resolução espacial acaba também contribuindo neste processo, pois como estes sensores possuem uma resolução espacial menor, não se tem uma riqueza de detalhes das imagens, mas sim, uma grande quantidade de informações, que nem sempre é favorável ao estudo, pois o número e organização de objetos diferentes na superfície podem ocasionar uma confusão a classificação dos pixels. A dificuldade, entretanto, na detecção dos ecossistemas em alguns pontos esteve relacionada ao contraste de reflectância com os alvos vizinhos, como exemplo, a vegetação de mangue junta de outra vegetação densa, os pixels se confundiram, por exemplo.
Pontuando tal afirmação, Meneses et al. (2012), cita que, “as imagens de baixa resolução espacial, por não mostrarem os detalhes dos alvos, servirão para estudos em escalas mais regionais, enquanto as imagens com grande resolução espacial se prestarão para estudos locais por apresentarem maior detalhamento”.
Este trabalho engloba uma grande área (toda a costa litorânea) do estado sergipano, se tornando, pois de caráter regional, contudo, quando da análise para cada fenômeno terrestre (agricultura, expansão urbana, ecossistemas, indústrias), este tende minuciosamente a ser de escala local, devido os recortes pontuais, dessa forma, os sensores Landsat TM e OLI não possibilitam reconhecer apenas a olho “nu” tais objetos, pois os satélites Landsat 8 e 5, possuem uma resolução espacial de 30 metros.
Meneses e Almeida (2012), ao determinar a escala da imagem multiespectrais de alguns satélites em funções da resolução espacial (m) nas imagens em composições coloridas realçadas, constataram que para o Landsat na faixa óptica, resolução espacial de 30 m, identificaram uma escala de 1:100.000. Ou seja, poucos detalhes, inviabilizando a visualização de objetos distintos na superfície.
Devemos frisar a importância da resolução espectral desses satélites, primeiramente entendo sua definição que de acordo com Novo (1989) é a medida da largura das faixas espectrais e da sensibilidade do sistema sensor em distinguir entre dois níveis de intensidade do sinal de retorno. Nesse sentido, deve-se destacar dois pontos importantes: o comprimento de onda detectado pelo sensor e a quantidade de faixas
espectrais (JENSEN e JACKSON, 2001), esses dois aspectos são deternimantes na interpretação dos dados e identificação dos alvos.
Os produtos do Landsat 5 possuem sete bandas, dessas seis são multiespectrais e uma termal, enquanto o L8 trouxe algumas inovações e novas possibilidades de estudos, por exemplço, das onze bandas que esse sensor possui, oito são multiespectrais, das quais, a de número 1 será específica para estudos costeiros e a de número 9 é específica para a detecção de nuvens. O sensor ainda apresenta uma banda pancromática e duas termais. A qualidade da resolução espectral vai ser primordial para a análise dos alvos. Devido a quantidade de faixas que os L5 e L8 apersentam podem ser destacados como sensores de grande importancia para os estudos da paisagem, utilizando SR.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conclui-se que não é possível fazer uma análise espaço temporal da zona costeira do estado de Sergipe para os anos analisados devido alguns fenômenos atmosféricos que impossibilitam identificar a os fenômenos terrestres, necessitando assim, de produtos provenientes de sensores ativos, embora os sensores do L5 e L8 apresentem uma vantagem quanto a sua resolução espectral, por possuir uma considerável quantidade de faixas.
BIBLIOGRAFIA
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FLOREZANO, T.G. Geotecnologias na Geografia aplicada: difusão e acesso. Revista do Departamento de Geografia, 2005. P. 24-29.
INPE. 2017. Disponível em: http://www.inpe.br/institucional/sobre_inpe/historia.php acesso em: 10/06/2018.
JENSEN, J. R.; JACKSON, M. W. Introductory digital remote sensing image processing. v. 3. modulo 1: The remote sensing process. Disponível em www.cla.sc.edu/geog/rslab/. Acesso em 22 ago. 2017.
MENSES, P.R.; ALMEIDA, T. Introdução ao processamento de imagens de Sensoriamento Remoto. Brasilia, 2012.
NOVO, E. M. L. de M. Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações. Editora Edgar Blücher ltda. São José dos Campos, 1989. 308p.
SILVA, F.J.L.T.; ROCHA, D.F.; AQUINO, C.M.S. Geografia, geotecnologias e as novas tendências da geoinformação: indicação de estudos realizados na região Nordeste. InterEspaço. Grajaú-MA. v.2, n.6. p.176-197.
