SENSORIAMENTO REMOTO E GEOPROCESSAMENTO APLICADOS AO
USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DAS
PEDRINHAS-BA.
Thiara Messias de Almeida1; Amom Chrystian de Oliveira Teixeira2; Vládia Pinto Vidal de
Oliveira3
; Cleuton Almeida da Costa4
Resumo – O Sensoriamento Remoto e o Geoprocessamento são ferramentas que auxiliam na análise espacial e ambiental. Essas Geotecnologias proporcionam um melhor conhecimento do objeto estudado, neste caso uma bacia hidrográfica. Este trabalho objetivou mostrar a utilização de Geotecnologias na análise das características de uso e ocupação do solo na Bacia Hidrográfica do Rio das Pedrinhas-Ba. Para tal, utilizou-se de técnicas de Sensoriamento Remoto e dos Sistemas de Informações Geográficas para a produção de dados e mapas. Na classificação do uso da terra e no mapeamento do uso em Áreas de Preservação Permanente utilizou-se imagens do Sistema Landsat 5 TM para os anos de 1984 e 2011. Todos os procedimentos envolveram o uso do SIG ArcGis 10.1. O uso da terra predominante é com pastagens, seguido da eucaliptocultura, uso agrícola que apresentou maior crescimento no período investigado. Mais de 76% das Áreas de Preservação Permanente estão antropizadas. As geotecnologias são ferramentas eficientes para os estudos ambientais do espaço geográfico.
Palavras-Chave: Uso da terra, APP, Geotecnologias.
REMOTE SENSING AND GEOPROCESSING APPLIED TO USE AND
LAND OCCUPATION IN WATERSHED OF PEDRINHAS-BA
Abstract – The Remote Sensing and Geoprocessing are the tools that help in spatial and environmental analysis. These geotecnology provide a better understanding of the studied object, in this case a watershed. This study aimed to show the use of geotecnology in the analysis of characteristics of land use and occupation in the watershed of Pedrinhas-Ba. To this end, we used the Remote Sensing and Geographic Information Systems for the production of data and maps. In the classification of land use and in the use mapping in Permanent Preservation Areas was used an image of System Landsat 5 TM for the years 1984 and 2011. The predominant use of land is the pasture, followed by eucalyptus, agricultural use with the highest growth in the period investigated. More than 76% of Permanent Preservation Areas are busy with human activities. The geotecnology are efficients tools for environmental studies of geographical space.
Keywords – land use, APP, geotecnology.
1 Professora Adjunta da UEG, thiaramessias@gmail.com 2 *Professor Doutor da UEG, amomteixeira@gmail.com
3 Professora do Departamento de Geografia da UFC, vladia.ufc@gmail.com 4 Professor Assistente da UEG/ cleutonalmeida@yahoo.com.br
INTRODUÇÃO
Dentre os recursos naturais que a sociedade dispõe, a água é um dos que sofre maior pressão, sendo indispensável para sua sobrevivência e o desenvolvimento de suas atividades. A crescente demanda dos múltiplos usos deste recurso tem comprometido sua qualidade e disponibilidade, afetando a sobrevivência de milhões de pessoas pelo mundo.
Neste panorama, a Bacia Hidrográfica (BH) aparece como unidade a ser considerada em estudos ambientais quando se almeja a conservação de recursos hídricos, e demais recursos componentes deste sistema. A análise ambiental voltada ao entendimento da dinâmica da paisagem é essencial para o planejamento e manejo adequado da BH, pois esta se apresenta de forma integrada e estruturada em sistemas ambientais.
Uma bacia hidrográfica é definida como um conjunto de terras drenadas por um rio e seus tributários, separadas das bacias vizinhas por divisores de águas (CHRISTOFOLETTI, 1980). Embora seu estudo tenha tomado força, com uma visão puramente hidrológica e quantitativa, a partir do ordenamento de canais (HORTON, 1945), ao longo dos anos seu uso foi ampliado, passando a incorporar uma conjunção de fatores naturais e antrópicos, especialmente nas áreas do conhecimento ligadas à concepção sistêmica da paisagem (RODRIGUEZ et al., 2011). Mais recentemente com a incorporação das atividades humanas como corresponsável pelas alterações ambientais em curso, o termo BH adquiriu o status de unidade de planejamento e manejo da paisagem (PIRES et al., 2005), culminando com a incorporação deste à legislação de diversos países, entre eles, o Brasil.
Neste contexto, o geoprocessamento apresenta-se como um conjunto de técnicas e ferramentas capazes de avaliar a dinâmica espacial de uso da terra em uma BH. As geotecnologias somam-se as técnicas e métodos clássicos de coleta e análise de dados, bem como de transformação destes dados em informação de forma rápida e ágil.
Os dados de sensores remotos utilizados para o estudo de BHs permitem o levantamento dos recursos e a análise do uso e ocupação do solo pela sociedade. As ferramentas permitem ainda, a visualização dos diversos componentes e elementos desse sistema em um ambiente computacional, bem como seu cruzamento, favorecendo a produção de informações integradas dos elementos, relevantes ao monitoramento ambiental e a simulação de cenários, permitindo a criação e aplicação de modelos que possam antever as consequências futuras das relações atuais, entre os elementos da paisagem. Assim, pode-se perceber que, as informações geradas pelas técnicas de geoprocessamento podem sugerir diretrizes para o planejamento territorial, objetivando a melhor gestão de recursos.
Diante do exposto, esse trabalho objetivou utilizar ferramentas de geoprocessamento para a análise da evolução do uso e ocupação do solo da Bacia Hidrográfica do Rio Pedrinhas (BHRP) localizada na região do Extremo Sul da Bahia, buscando a produção de dados e informações como subsídio ao ordenamento territorial.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Sensoriamento Remoto e o Sistema de Informação Geográfica
As geotecnologias compreendem um conjunto de tecnologias que tratam de dados de natureza espacial, através da coleta, processamento, análise e disponibilização dessas informações com referência geográfica. São representadas, especialmente pelo Sensoriamento Remoto, Sistema de Informação Geográfica (SIG) e o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Segundo Silva (2003, p.35) “a geotecnologia é a arte e a técnica de estudar a superfície da terra e adaptar as informações às necessidades dos meios físicos, químicos e biológicos”.
Atualmente, é grande o número de usuários que trabalham com dados obtidos através de processos envolvendo o geoprocessamento, objetivando maior conhecimento sobre o planeta, e obtendo informações de natureza geográfica, como: pedológicas, geológicas, geomorfológicas, hidrológicas, agrícolas, e de qualidade ambiental, contribuindo assim para o monitoramento e melhor exploração desses recursos (MACÊDO, 2008). Para que possam ser manipulados em um ambiente de um SIG, os dados espaciais necessitam ser transformados em dados digitais.
O SIG é um sistema de aquisição, processamento, armazenamento, e exibição de informações digitais georeferenciadas, associadas ou não a um banco de dados alfanuméricos (ROCHA, 2002). Possui uma capacidade de combinar e produzir interações com diversas fontes de dados, gerando produtos de fácil visualização e análise. Ele possibilita a representação das feições apresentadas pelo mundo real em um ambiente computacional, facilitando a interação e manipulação dessas informações com o usuário. Dessa forma, possibilita realizar prognósticos e modelos que podem auxiliar a tomada de decisões.
Um SIG pode ser utilizado como ferramenta para produção de mapas, funcionando como um meio para a cartografia digital; como suporte para análise de fenômenos espaciais e como banco de dados geográficos que armazena e produz informações espaciais (CAMARA et al., 2001). Essa geotecnologia envolve o uso de equipamentos (hardware) e programas (softwares) com diversos graus de sofisticação voltados para a pesquisa acadêmica, aplicação profissional, científica, didática, e dos vários outros ramos das geociências (TEIXEIRA et al., 1992).
O sensoriamento remoto é uma forma de aquisição de dados sem contato físico com determinado alvo ou objeto que pode ser obtido via radiação eletromagnética para ser utilizado em um SIG utilizando-se o geoprocessamento. É de grande valia quando se deseja o conhecimento do espaço. Através dessa técnica pode-se obter diversos tipos de informações sobre a superfície, além de acompanhar a sua evolução.
A técnica fundamental para o entendimento dos dados existentes numa imagem de sensor remoto é a interpretação, que consiste na extração de informações apresentadas pelo objeto e feições naturais representada nesse produto (LUCHIARI et al., 2005). Está atrelada a radiação eletromagnética e sua interação com o alvo em superfície. A qualidade dessa análise está sujeita a dois fatores: ao número de bandas que o sensor é capaz de analisar e ao conhecimento do interprete sobre o comportamento espectral dos alvos. Na interpretação das imagens produzidas pelos sensores leva-se em consideração a localização, cor, tonalidade, sombra, tamanho, forma, textura e padrão dos objetos apresentados na imagem (FITZ, 2008). O conhecimento prévio da área que se deseja mapear aumenta o potencial de leitura da imagem, fazendo com que o trabalho de campo seja essencial, e tornando o resultado da interpretação mais confiável (FLORENZANO, 2011).
A classificação de imagens de satélites objetiva o reconhecimento automático de objetos baseados em suas respostas espectrais (FLORENZANO, op cit.). O resultado desse procedimento é um mapa temático composto por classes definidas. A classificação de imagens significa individualizar objetos/áreas na imagem, separando-os em grupos previamente definidos. Os critérios para a classificação é baseado em atributos apresentados pelos mesmos. A imagem classificada serve ao especialista para diversas aplicações, dentre elas: identificação de áreas de desmatamentos, escorregamentos e movimentos de massa, queimadas em florestas, crescimento urbano, mapeamento de solos, agricultura, mapeamento de ecossistemas, áreas de uso proibido pela legislação, e muitas outras.
O geoprocessamento e sensoriamento remoto são técnicas capazes de gerar e produzir informações sobre a cobertura vegetal ao longo do tempo, e permite avaliar as mudanças ocorridas
na paisagem. A rápida degradação dos recursos naturais como o solo e a água, aumenta a necessidade de conhecimento do espaço geográfico para que seu uso seja planejado.
MATERIAIS E MÉTODOS Área de Estudo
A BHRP está localizada na região do Extremo Sul da Bahia, entre os municípios de Eunápolis e Santa Cruz Cabrália, com uma área aproximada de 584 km². Sua constituição geológica é representada pelo Grupo Barreiras que se constitui em um material do tipo sedimentar, de matiz vermelho-amarelado devido a presenças de oxi-hidróxidos de ferro e alumínio, com baixo grau diagenético, datado do Tércio-Quaternário. Esses depósitos recobrem o embasamento cristalino formando extensas unidades tabulares, os Tabuleiros Costeiros, com relevo plano a suave ondulado de baixa altitude, entrecortado pela drenagem fluvial do tipo dendrítico-paralela. As porções mais declivosas estão associadas aos vales fluviais como resultado da dissecação do tabuleiro. O embasamento cristalino se faz presente em alguns trechos da bacia, sendo constituintes do Complexo Itapetinga, formado por rochas gnáissicas de idade Arqueana e Paleoproterozóica. O clima é do tipo Af, segundo a classificação de Koppen, caracterizado pela inexistência de uma estação seca, e chuvas bem distribuídas ao longo do ano, variando de 1.300 a 1.500 mm. Os Latossolos Amarelos distróficos dominam a paisagem na bacia, os quais originalmente eram recobertos pela Mata Atlântica que foi paulatinamente substituída por pastagens e monocultura de eucalipto. A Figura 1 mostra o mapa de localização da bacia estudada:
Figura 1 – Mapa de localização da Bacia Hidrográfica do Rio das Pedrinhas-Ba.
Mapeamento de uso e ocupação do solo
Para o mapeamento de uso da terra foram adquiridas imagens do Sistema Landsat 5 TM (Tematc Mapper), colorida, bandas 1, 2, 3, 4 e 5 para o ano de 1984 e 2011, nas orbitas/pontos 215/71 e 216/71, com resolução do pixel de 30 m, produzidos na escala de 1:100.000.
O mapeamento foi elaborado no software Arcgis 10.1, onde foi realizada a composição colorida das imagens (3B4G5R), correção geométrica e radiométrica. Após essa etapa, procedeu-se
a interpretação das imagens de satélite e a classificação visual com a vetorização manual das classes de uso da terra nas ferramentas do Arctoolbox, onde realizou-se a interpretação de propriedades básicas das imagens analisadas no sensoriamento remoto como: cor, sombra, tonalidade, textura, formas, limites e contexto. Para o mapeamento foram delimitadas quatro classes de uso da terra que podem ser observada no Quadro 1:
Quadro 1 – Delimitação das classes de uso da terra para a Bacia Hidrográfica do Rio das Pedrinhas.
Classes de uso Descrição
Remanescentes florestais
Foram incluídas nessa classe os diversos tipos vegetacionais da Mata Atlântica como Floresta Ombrófila Densa e Semidecidual e seus estágios de conservação e regeneração.
Cultivo de eucalipto Áreas utilizadas com a silvicultura em diversos estágios de desenvolvimento do eucalipto.
Pastagens/cultivos Esta classe agrega duas atividades. Corresponde em sua grande maioria as áreas utilizada com pastagens, incluindo áreas desmatadas e em menor grau por cultivos. Área urbana Uso urbano do solo.
Delimitação das Áreas de Preservação Permanente (APPs) e conflitos de uso da terra
A delimitação das APPs da rede de drenagem da BHRP tomou como referência legal o Código Florestal Brasileiro de 2012. Inicialmente, a rede de drenagem foi extraída da imagem ASTER. Por ser uma bacia de pequeno porte e apresentar grande quantidade de córregos5, os rios são representados por linhas simples, não sendo possível determinar a largura dos mesmos. Para isso, estas foram estimadas através de imagens de maior resolução espacial, disponibilizada gratuitamente no programa Google Earth. Os rios da bacia possuem largura de até 10 m, e foi delimitado uma faixa marginal de 30 metros em torno do canal fluvial de acordo com a legislação ambiental vigente. A delimitação das APPs das nascentes foi realizada através da localização de todas as nascentes da bacia, onde foram criados arquivo de pontos em formato shapefile. Em torno destes, em cada uma das nascentes foi delimitado um raio de 50 m. Para a delimitação das APPs da rede de drenagem no ArcGis 10.1 utilizou-se a ferramenta Buffer no ArcToolbox → Analysis Tools → Proximity. Para a identificação das áreas de conflitos em APPs realizou-se uma sobreposição ou overlay do mapa de uso e ocupação da terra do ano de 2011 com o de APPs no ArcGis 10.1.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
As atividades agrícolas que foram desenvolvidas ao longo do processo de uso e ocupação do solo na BHRP causaram vários impactos ambientais, com sérias implicações para a flora, fauna, solo e recursos hídricos. A vegetação original, a floresta tropical perenifólia e subperenefólia do domínio da Mata Atlântica, foi em sua maior parte removida. O desmatamento provocado pela atividade madeireira, pelo desenvolvimento da pecuária, e mais recentemente da silvicultura reduziu essa cobertura original, a pequenos remanescentes e muitos deles isolados. Em 1984, os remanescentes florestais cobriam uma área de mais de 17 mil hectares, representando 29,75% da bacia (Tabela 1). Quando comparado ao ano de 2011 esse uso sofreu uma redução de aproximadamente 8.618 ha, ou seja, 50% da área, passando a representar 15% da BHRP.
Em 1984, o uso predominante era o com pastagens/cultivos e representava mais de 68% da área, com destaque aí para as pastagens e áreas desmatadas. Nesse período, a bacia já apresentava
70,25% de sua área antropizada. Durante os anos de 1984 a 2011, o uso com pastagens/cultivos teve sua área reduzida em mais de 5 mil hectares, sendo diminuída também a sua participação no total dos usos da bacia, passando a representar 60%, no entanto, este uso continua sendo predominante na paisagem da BHRP.
Tabela 1 – Classes de uso da terra da BHRP, 1984-2006.
Classes de uso 1984 2011 ha % ha % Remanescentes florestais 17.383,18 29,75 8.764,34 15 Cultivo de eucalipto - 0 12.781,06 21,88 Pastagens/cultivos 40.107,77 68,65 35.058,20 60 Área urbana 934,37 1,60 1.821,72 3,12 Total 58.425,32 100 58.425,32 100
Fonte: Imagens Landsat 5.
A diminuição tanto das áreas de florestas, como das áreas de pasto e cultivo é resultado da sua substituição por plantios de eucalipto (Figura 2). Estes são plantados por empresas do setor de papel e celulose para atender a demanda de suas fábricas. Em 2011, o uso com a monocultura do eucalipto apresentou 12.781,06 ha, cobrindo 21,88% da área, ultrapassando o uso com mata. O aumento da área urbana foi de 95%, e refere-se ao desenvolvimento da malha urbana do município de Eunápolis, o que demonstra o grau de evolução das atividades econômicas que estão sendo desenvolvidas, que se configuram como polo de crescimento e atrativo populacional. Boa parte desse dinamismo está ligado a cadeia da celulose, que permitiu a sua inserção econômica no cenário econômico nacional e internacional.
Figura 2 – Mapas de uso do solo para os anos de 1984 e 2011 da BHRP. Conflitos de uso da terra em APPs
As APPs, segundo o Código Florestal em vigor são áreas que devem ser protegidas, sendo vedado o uso do solo dada a sua função ecológica, servindo como um importante instrumento de
interesse ambiental. De acordo com Kageyama et al. (2001), os principais problemas ocasionados pela
remoção da mata ciliar são: o fim dos corredores ecológicos que possibilitam o fluxo de animais e propágulos (pólen e sementes); aumento do processo de assoreamento, contaminação por lixiviação ou escoamento superficial de defensivas agrícolas (agrotóxicos) e fertilizantes; instabilidade dos solos marginais intensificando os processos erosivos e o solapamento das margens; e o aumento da entrada de
radiação solar nos mananciais aumentando a temperatura dos mesmos.
A BHRP possui 3.510,58 ha de APPs de rios e nascentes, o que representa 6% da área total da bacia, que deveriam ser mantidas com a vegetação original. No entanto, o cruzamento dessas informações, com os dados de uso e ocupação da terra mais atual, demonstra que a legislação não está sendo respeitada (Figura 3). Apenas 811,48 ha (23,11%) das APPs preservam a mata ciliar, sendo a maior parte delas formada por mata em estágio de regeneração, o que significa que 76,89% (2.699,10 ha) das APPs da bacia apresentam conflitos quanto ao uso por terem sido antropizadas, principalmente pelas pastagens.
Vale salientar que a maior parte das APPs que são respeitadas situam-se entre o médio e o baixo curso, onde estão localizadas as maiores áreas de plantios de eucalipto, o que já foi observado por Almeida (2009), no entanto os plantios ocupam áreas de Mata Atlântica que poderiam se regenerar. Isso se deve ao fato da Veracel Celulose, empresa responsável pelos plantios, possuir um sistema de gestão ambiental que prevê a manutenção dessas áreas, assim como a Reserva Legal.
Figura 3 – Delimitação das APPs da rede de drenagem e conflitos de uso da terra BHRP.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir do uso de técnicas de geoprocessamento foi possível produzir uma análise das características do uso do solo na BHRP, detectando principalmente que algumas áreas sofreram pressão antrópica. De forma geral, a bacia apresenta áreas de baixa altitude e declividade formada pelos Tabuleiros Costeiros do Grupo Barreiras. Através do mapeamento de uso da terra foi possível observar que essas áreas são usadas em sua maior parte por pastagens, seguida pela eucaliptocultura, que se desenvolveram reduzindo e fragmentando a vegetação nativa. Quando analisado o uso do solo
nas APPs esse dado é ainda mais alarmante, pois, é perceptível o avanço do desflorestamento comprometendo o equilíbrio ecológico da bacia hidrográfica.
Através dos resultados alcançados verifica-se que os produtos do geoprocessamento são imprescindíveis para o fornecimento de informações para o desenvolvimento de estudos ambientais, que objetivam a conservação dos remanescentes florestais dos sistemas fluviais, culminado com a melhoria dos aspectos quali-quantitativos dos recursos hídricos.
AGRADECIMENTOS
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (FAPEG) pelos recursos liberados através do edital de apoio à participação em eventos para o primeiro autor. À Universidade Estadual de Goiás (UEG) pelos recursos liberados, por meio do Programa de Auxílio Eventos (Pró-Eventos) para o segundo autor.
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