TCNICAS DE SENSORIAMENTO REMOTO E GEOPROCESSAMENTO APLICADAS GESTO DO TERRITRIO DO MUNICPIO DE

PARAGOMINAS (ESTADO DO PAR)

Alessandro Ferraz Palmeira

Dissertao de Mestrado em Sensoriamento Remoto, orientada pelos Drs. Edison Crepani e Jos Simeo de Medeiros.

INPE So Jos dos Campos

2004

55.521.14(811.3)

SOBRENOME, A. B. C.

Erro! Nenhuma varivel de documento foi fornecida./ A. B. C. Sobrenome. - So Jos dos Campos: INPE, 2002.

1p. - (INPE-5522-TDI/519).

1. Palavras Chaves. 2. Caos. 3. Pontos Fixos. 4. rbitas Peridicas.

FOLHA DE APROVAO

Feliz o homem que acha sabedoria, e o homem que adquire conhecimento; O Senhor com sabedoria fundou a terra, com inteligncia estabeleceu os cus;

Filho meu, no se apartem estas coisas dos teus olhos; guarda a verdadeira sabedoria. Porquanto a sabedoria entrar no teu corao, e o conhecimento ser agradvel tua

alma.

PROVRBIOS 3:13, 19, 21; 2:10.

.

minha me (Neuza), irm (Krishna) e esposa (Rutina) pelo amor, incentivo, apoio e

compreenso sem os quais jamais conseguiria alcanar este momento.

Djalma, Aroldo e Adenilde Palmeira (in memoriam).

Dedico

AGRADECIMENTOS

Agradeo s seguintes pessoas e instituies que colaboraram de forma fundamental para a realizao deste trabalho:

Fundao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior CAPES, pela concesso de bolsa de estudo.

Ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE, pela oportunidade de estudos e utilizao de suas instalaes.

Prefeitura Municipal de Paragominas pela ajuda na realizao de trabalho de campo e em todo o desenvolvimento deste trabalho.

EMBRAPA, em especial ao amigo Enio Fraga pela ajuda no trabalho de campo.

Fundao Aplicaes de Tecnologias Crticas ATECH pela compreenso e incentivo dispensados para a realizao deste trabalho.

minha famlia, pelo amor e compreenso, dando-me a certeza de poder contar com seu apoio em todos os momentos da minha vida.

Ao Doutor Yosio Shimabukuro, pelo incentivo e conhecimento partilhado que foram de grande importncia para a concluso deste trabalho e aprendizado pessoal.

Aos meus orientadores, Dr. Edison Crepani e Dr. Jos Simeo de Medeiros, pelo conhecimento transmitido, pela orientao e apoio na realizao deste trabalho.

Aos amigos: Bruno Lima, Waldiza Brando, Clrio Souza, Joo Almiro, Eduardo Pinheiro, Paulo Souza, Fernando Del Bom, Alessandra Gomes, pelo apoio, compreenso e companheirismo que levarei para sempre comigo.

A todos os amigos da turma de 2000, 2001 e 2002 pelo apoio e grande amizade.

Etel e Angelucci pela amizade e compreenso no desenvolvimento deste trabalho.

A todos aqueles que de alguma maneira contriburam, e por omisso no constam nesta lista, peo desculpas e agradeo.

RESUMO

No Municpio de Paragominas, assim como em toda a Amaznia Oriental, atividades de uso da terra vm sendo praticadas (por madeireiros, pecuaristas e agricultores) de forma extensiva e predatria ocasionando, muitas vezes, a degradao do meio ambiente. Utilizando tcnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento, este trabalho contribui para a Gesto Territorial do Municpio de Paragominas atravs do desenvolvimento dos seguintes procedimentos operacionais: anlise das modificaes ocorridas na cobertura vegetal do municpio e sua integrao com os diferentes componentes do meio fsico (Geologia, Geomorfologia, Pedologia e Clima.); indicao das reas que precisam ser preservadas e/ou recuperadas ou que possam ser utilizadas sob manejo; delimitao de reas de Preservao Permanente (APP) e Terras Indgenas; e ainda uma estimativa de rea do municpio para a manuteno de Reserva Legal, tomando como base as leis ambientais n 4.771 (Lei Federal de 15 de setembro de 1965) e 5.887 (Lei Estadual de 11 de maio de 1965), a Resoluo n 303 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA e a Medida Provisria n 2.166-67 (de 24 de agosto de 2001).

TECHNIQUES OF REMOTE SENSING AND GEOPROCESSING APPLIED TO THE MANAGEMENT OF THE TERRITORY OF THE CITY OF

PARAGOMINAS (STATE OF PAR)

ABSTRACT

In the municipality of Paragominas, in Par State, as well as in the Occidental Amaznia, land use activities have been practiced (by loggers, cattle raisers and agriculturers) in an extensive and predatory way, causing, many times, the degradation of the environment. Using Remote Sensing and Geoprocessing techniques this work contributes to land use management of municipality of Paragominas and the following tasks have been developed to: analyse the modification occurred in the vegetation canopy of the municipality and its integration to the different components of the physical environment (Geology; Geomorphology, Pedology and Climate); indicate the areas that need to be preserved, recovered, or could be used under management; delimitation of the permanent preservation areas and Indian lands. Other important result is the estimate of the municipality area for maintenance of the legal reserve based on the environmental laws: Federal law N 4771 from September 15, 1965 and State law N 5887 from May 11, 1965; Resolution N 303 from the Environment National Council (CONAMA); Provisory Act n 2166-67 from August 24, 2001.

SUMRIO

Pg.

LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS CAPTULO 1 - INTRODUO..................................................................................23 CAPTULO 2 - FUNDAMENTAO TERICA....................................................26 2.1 Sensoriamento Remoto na Amaznia........................................................................26 2.2 Processamento digital de imagens orbitais................................................................28 2.2.1 Tcnicas de pr-processamento..............................................................................28 2.2.1.1 Correes geomtricas.........................................................................................29 2.2.2 Tcnicas de realce de imagens................................................................................30 2.2.2.1 Tcnicas de manipulao de contraste.................................................................30 2.2.2.2 Transformao dos nmeros digitais para valores de reflectncia aparente........31 2.2.2.3 Modelo linear de mistura espectral......................................................................32 2.2.3 Tcnicas de classificao........................................................................................34 2.2.2.4.1 Classificao no-supervisionada.....................................................................35 2.3 Sistema de Informao Geogrfica (SIG)..................................................................36 2.3.1 Arquitetura dos SIG................................................................................................37 2.3.2 Caractersticas dos dados de um SIG.....................................................................39 2.3.3 Mapa de distncia (buffer).................................................................................40 2.3.4 lgebra de mapas...................................................................................................41 2.3.4.1 Operaes pontuais..............................................................................................42 2.4 Software SPRING......................................................................................................43 2.4.1 LEGAL (Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algbrico)......................46 2.5 As unidades de paisagem...........................................................................................47 2.6 Vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem......................................50 2.6.1 Anlise e reinterpretao de dados temticos sobre as imagens orbitais................52 2.6.2 Avaliao da vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem..............55 2.6.3 Mapa de vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem.....................59 CAPTULO 3 - REA DE ESTUDO..........................................................................62 3.1 Localizao e acesso..................................................................................................62 3.2 Aspectos scio-econmicos.......................................................................................63 3.3 Aspectos fisiogrficos gerais.....................................................................................64 3.3.1 Clima......................................................................................................................64 3.3.2 Vegetao...............................................................................................................64 3.3.3 Hidrografia..............................................................................................................65 3.3.4 Geomorfologia........................................................................................................65

3.3.5 Geologia..................................................................................................................65 3.3.5 Solos.......................................................................................................................66 3.4 Histrico....................................................................................................................67 3.5 Trabalhos realizados no Municpio de Paragominas.................................................69 CAPTULO 4 - METODOLOGIA..............................................................................73 4.1 Aquisio de dados....................................................................................................73 4.1.1 Seleo do material.................................................................................................73 4.1.2 Equipamentos e aplicativos....................................................................................74 4.2 Construo do banco de dados georreferenciados.....................................................75 4.3 Processamento digital de imagens orbitais................................................................77 4.3.1 Registro e tcnicas de realce...................................................................................77 4.3.2 Transformao do nmero digital para valores de reflectncia..............................78 4.3.3 Modelo linear de mistura espectral.........................................................................81 4.3.4 Classificao...........................................................................................................82 4.4 Anlise e interpretao de dados e imagens orbitais.................................................83 4.4.1 Plano de Informao Cobertura Vegetal e Uso da Terra........................................83 4.4.2 Reinterpretao e ajuste dos mapas........................................................................83 4.4.2.1 Plano de Informao Geomorfologia..................................................................83 4.4.2.2 Plano de Informao Geologia................. ..........................................................84 4.4.2.3 Plano de Informao Solos..................................................................................84 4.4.3 Plano de Informao Intensidade Pluviomtrica....................................................85 4.4.4 Etapa de campo.......................................................................................................89 4.5 Anlise ecodinmica..................................................................................................89 4.5.1 Geologia..................................................................................................................90 4.5.2 Geomorfologia........................................................................................................91 4.5.3 Solos.......................................................................................................................95 4.5.4 Cobertura vegetal e uso da terra.............................................................................99 4.5.5 Clima....................................................................................................................100 4.6 Integrao dos dados...............................................................................................102 4.6.1 Mapa de Vulnerabilidade Perda de Solo............................................................102 4.6.2 Mapa de reas de Preservao Permanente (APP) .............................................107 4.6.3 Mapa de reas Prioritrias para Preservao, Recuperao ou Uso Sustentado.108 4.6.4 Mapa de Incompatibilidade Legal........................................................................111 4.6.5 Mapa de Subsdio Gesto Territorial.................................................................112 CAPTULO 5 - RESULTADOS E DISCUSSES...................................................113 5.1 Processamento digital das imagens orbitais............................................................113 5.1.1 Correo geomtrica.............................................................................................113 5.1.2 Tcnicas de realce.................................................................................................113 5.1.3 Modelo linear de mistura espectral e classificao...............................................115 5.2 Anlise e interpretao dos dados gerados..............................................................119 5.2.1 Etapa de campo.....................................................................................................119 5.2.2 Mapa de cobertura vegetal e uso da terra.............................................................132 5.2.3 Representao dos dados de Intensidade Pluviomtrica......................................139 5.2.4 Anlise e reinterpretao dos mapas pr-existentes.............................................143 5.2.5 Anlise da vulnerabilidade perda de solo..........................................................156

5.2.5.1 Cobertura vegetal e uso da terra........................................................................156 5.2.5.2 Geologia.............................................................................................................158 5.2.5.3 Geomorfologia...................................................................................................159 5.2.5.4 Solos..................................................................................................................162 5.2.5.5 Intensidade Pluviomtrica.................................................................................164 5.2.6 Reserva Legal.......................................................................................................167 5.3 Integrao dos dados gerados..................................................................................170 5.3.1 Mapa de Vulnerabilidade Perda de Solo............................................................170 5.3.2 Mapa de reas de Preservao Permanente (APP)..............................................173 5.3.3 Mapa de reas Prioritrias para Preservao, Recuperao ou Uso Sustentado.177 5.3.4 Mapa de Incompatibilidade Legal........................................................................182 5.3.5 Mapa de Subsdio Gesto Territorial.................................................................187 5.4 Banco de dados georreferenciados.......................................................................191 CAPTULO 6 - CONCLUSES E RECOMENDAES......................................192 CAPTULO 7 - REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS..........................................196 ANEXO I............................................................................................................................ ANEXO II........................................................................................................................... ANEXO III......................................................................................................................... ANEXO IV......................................................................................................................... ANEXO V...........................................................................................................................

LISTA DE FIGURAS

2.1 Exemplo de imagens com seus respectivos histogramas. Fonte: Fonseca (2000)...30 2.2 Estrutura geral de Sistemas de Informao Geogrfica. Fonte: INPE (2000).........37 2.3 Exemplos de buffer..............................................................................................41 2.4 Classes de operaes geogrficas. Fonte: Barbosa (1997)......................................42 2.5 Modelo conceitual do SPRING. Fonte: Cmara (1995)..........................................45 2.6 Atributos das unidades de paisagem. Fonte: Zonneveld (1989)..............................49 2.7 Fluxograma metodolgico para a elaborao do mapa de vulnerabilidade de

paisagens perda de solo. Fonte: adaptado de Crepani et al. (2001)..................52 2.8 Padro de resposta espectral dos principais alvos da superfcie terrestre. (Fonte:

Modificado de Lillesand & Kiefer (1994))...........................................................54 2.9 Modelo esquemtico do clculo de vulnerabilidade perda de solo de cada unidade

de paisagem...................................................................................... .......60 3.1 Localizao da rea de trabalho...............................................................................63 4.1 Modelo conceitual do banco de dados.....................................................................76 4.2 Tcnicas de processamento de imagens..................................................................77 4.3 Assinatura espectral dos componentes puros obtidos na imagem...........................81 4.4 Parmetros utilizados na classificao no-supervisionada. (ERDAS 8.5

IMAGINE)............................................................................................................82 4.5 Localizao e identificao das estaes pluviomtricas........................................85 4.6 Programa em macro do Visual Basic utilizado no clculo do nmero de dias com

chuva.....................................................................................................................86 4.7 Operao pontual de ponderao em um geo-campo temtico.............................103 4.8 Modelo esquemtico da operao de mdia aritmtica.........................................104 4.9 Operaes de lgebra de Mapas executadas para gerao do Mapa de

Vulnerabilidade Perda de Solo do Municpio de Paragominas.......................106 5.1 Tcnicas de realce utilizadas na interpretao das imagens orbitais.....................114 5.2Imagem-erro da banda 3 realada do sensor TM/Landsat (rbita/ponto: 222/62).116 5.3 Grfico com os valores de reflectncia dos tipos de cobertura vegetal nas diferentes

imagens usadas...................................................................................................117 5.4 Grfico com os valores de reflectncia dos tipos uso da terra nas diferentes

imagens usadas...................................................................................................117 5.5 reas de corte seletivo identificadas pelo classificador ISODATA......................118 5.6 Plano de Informao de Cobertura Vegetal e Uso da Terra do Municpio de

Paragominas obtido por classificao usando o ISODATA...............................119 5.7 Distribuio dos pontos de coleta de dados em campo.........................................120 5.8 Desmatamentos antigos classificados como sucesso secundria pelo

ISODATA...........................................................................................................133 5.9 Mapa de Cobertura Vegetal e Uso da Terra do Municpio de Paragominas.........135 5.10 Consulta ao banco de dados para observao de parte do Mapa de Cobertura

Vegetal e Uso da Terra na escala de 1: 100.000.................................................136 5.11 Imagem TM Landsat 5 rbita/ponto 222/62, composio R5G4B3, passagem de

04/08/2001..........................................................................................................137

5.12 Imagem TM Landsat 5 rbita/ponto 222/62, composio R5G4B3, passagem de 18/06/1984..........................................................................................................138

5.13 Representao da intensidade pluviomtrica para o Municpio de Paragominas........................................................................................................142

5.14 Mapas adquiridos e mapas gerados.....................................................................143 5.15 Mapa Geolgico do Municpio de Paragominas.................................................145 5.16 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa geolgico na

escala de 1: 100.000............................................................................................146 5.17 Linhas do mapa geolgico sobre a composio TM Landsat 5, rbita/ponto

222/62, R5G4B3, passagem de 04/08/2001.......................................................147 5.18 Mapa Geomorfolgico do Municpio de Paragominas........................................149 5.19 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa geomorfolgico na

escala de 1: 100.000............................................................................................150 5.20 Linhas do mapa geomorfolgico sobre a composio TM Landsat 5, rbita/ponto

222/62, R5G4B3, passagem de 04/08/2001.......................................................151 5.21 Mapa de Solos do Municpio de Paragominas....................................................153 5.22 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa de solos na escala

de 1: 100.000......................................................................................................154 5.23 Linhas do mapa de solos sobre a composio TM Landsat 5, rbita/ponto 222/62,

R5G4B3, passagem de 04/08/2001.....................................................................155 5.24 rea de extrao madeireira (corte seletivo) sem manejo adequado (troncos

ocos)....................................................................................................................157 5.25 Atividade agrcola sem prticas conservacionistas (terraceamento em curva de

nvel)...................................................................................................................157 5.26 rea de pastagem com vooroca.........................................................................158 5.27 Corte de estrada mostrando a Cobertura Detrtico-Latertica sobreposta ao pacote

arenito-peltico levemente dobrado da Formao Ipixuna.................................159 5.28 Vista geral do relevo aplainado que domina a regio do Municpio de

Paragominas (PA)...............................................................................................162 5.29 Elevada variao de altitude em rea dissecada..................................................162 5.30 Mapa de Intensidade Pluviomtrica.....................................................................166 5.31 Mapa de Vulnerabilidade Perda de Solo do Municpio de Paragominas..........171 5.32 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa de vulnerabilidade

perda de solo na escala de 1: 100.000..............................................................172 5.33 Mapa de reas de Preservao Permanente do Municpio de Paragominas.......175 5.34 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa de reas de

preservao permanente na escala de 1:100.000 sobre a composio TM Landsat 5, rbita/ponto 222/62, R5G4B3, passagem de 04/08/2001...............................176

5.35 Mapa de reas Prioritrias para Preservao, Recuperao ou Uso Sustentado do Municpio de Paragominas.................................................................................180

5.36 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa de reas prioritrias para preservao, recuperao ou uso sustentado na escala de 1: 100.000............................................................................................................181

5.37 Mapa de Incompatibilidade Legal do Municpio de Paragominas......................184 5.38 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa de

incompatibilidade legal na escala de 1: 100.000 sobre a composio TM Landsat

5, rbita/ponto 222/62, R5G4B3, passagem de 04/08/2001...............................185 5.39 rea de Preservao Permanente (nascentes) ocupada por pastagens................186 5.40 rea de Preservao Permanente (drenagem) ocupada por pastagens................186 5.41 Mapa de Subsdio Gesto Territorial do Municpio de Paragominas...............189 5.42 Consulta ao banco de dados para observao de parte do mapa de subsdio

gesto territorial na escala de 1: 100.000............................................................190

LISTA DE TABELAS

2.1 Descrio das operaes pontuais de transformao e das operaes pontuais sobre geo-campos (Adaptada de Barbosa, 1997; Burrough, 1987; Berry, 1987; Tomlin, 1990; Cmara, 1995)............................................................................................43

2.2 Avaliao da Estabilidade das Categorias Morfodinmicas. (Fonte: Crepani et al., 1996).....................................................................................................................56

2.3 Escala de vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem (Fonte: Crepani et al., 1996). ............................................................................................58

2.4 Caractersticas observadas para avaliar a vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem (Fonte: Crepani et al., 2001).............................................59

4.1 Dados temticos.......................................................................................................74 4.2 Imagens utilizadas...................................................................................................74 4.3 Valores de radincia espectral mxima e mnima do sensor TM/Landsat5..........78 4.4 Valores de radincia espectral mxima e mnima do sensor ETM+/Landsat7, para

imagens obtidas aps o ms de Julho de 2000.....................................................79 4.5 Valores de irradincia solar do TM/Landsat5 utilizados para o clculo da

reflectncia aparente.............................................................................................79 4.6 Valores de irradincia solar do ETM+/Landsat7 utilizados para o clculo da

reflectncia aparente.............................................................................................79 4.7 Escala de vulnerabilidade denudao das rochas mais comuns. Fonte: Crepani et

al. (2001)...............................................................................................................91 4.8 Valores de vulnerabilidade perda de solo para a amplitude altimtrica. Fonte:

Crepani et al. (2001).............................................................................................94 4.9 Valores de vulnerabilidade para a declividade das encostas. Fonte: Crepani et al.

(2001)....................................................................................................................94 4.10 Valores de vulnerabilidade para o grau de dissecao do relevo. Fonte: Crepani et

al. (2001)...............................................................................................................95 4.11 Valores de vulnerabilidade dos solos. Modificada de Crepani et al. (2001)

incluindo a correlao com a nova nomenclatura de solos de Embrapa (1999b) baseada em Prado (2001)......................................................................................98

4.12 Valores de vulnerabilidade perda de solo para as classes de cobertura vegetal e uso da terra. Fonte: Crepani et al. (2001)...........................................................100

4.13 Escala de erosividade da chuva e valores de vulnerabilidade perda de solo. Fonte: Crepani et al. (2001)................................................................................102

5.1 Erros estimados para a imagem TM/Landsat-5 rbita/Ponto 222/62...................115 5.2 Erros estimados para a imagem ETM+/Landsat-7 Orbita/Ponto 223/62...............115 5.3 Erros estimados para a imagem ETM+/Landsat-7 rbita/Ponto 223/63...............115 5.4 Padres de cobertura vegetal e de uso da terra observados no campo e na

composio R5G4B3 das imagens Landsat........................................................122 5.5 Erros da classificao ISODATA..........................................................................132 5.6 rea ocupada pelas classes de cobertura vegetal e uso da terra no Municpio de

Paragominas e na Terra Indgena.......................................................................134 5.7 Valores de precipitao mdia mensal e anual, nmero de dias com chuva e valores

de intensidade pluviomtrica calculado para cada posto de coleta.....................140 5.8 Valores de vulnerabilidade perda de solo atribudos cobertura vegetal e uso da

terra.....................................................................................................................156 5.9 Valores de vulnerabilidade atribudos s unidades geolgicas..............................158 5.10 Valores de vulnerabilidade para a intensidade de dissecao do relevo.............160 5.11 Valores de vulnerabilidade para a amplitude altimtrica.... ......160 5.12 Valores de vulnerabilidade para a declividade....................................................160 5.13 Valores de vulnerabilidade atribudos s unidades geomorfolgicas..................161 5.14 Associaes de solos e valores de vulnerabilidade atribudos.............................163 5.15 Associao dos valores de intensidade pluviomtrica com os valores de

vulnerabilidade perda de solo..........................................................................165 5.16 Distribuio de classes do mapa de vulnerabilidade perda de solo..................173 5.17 Classes do mapa de reas prioritrias para preservao, recuperao ou uso

sustentado (exceto Terra Indgena).....................................................................177 5.18 Anlise do Mapa de Incompatibilidade Legal.....................................................182 5.19 Extenso de APP localizadas em reas de prioridade a preservao, recuperao

ou uso sustentado................................................................................................187

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CAPTULO 1

INTRODUO

A ocupao da Amaznia Oriental vem sendo feita h dcadas por pecuaristas, agricultores e madeireiros, com atividades praticadas de forma extensiva, que no decorrer dos anos vem causando o desmatamento florestal e, muitas vezes, a degradao do meio ambiente.

Para amenizar o impacto que estas atividades causam torna-se necessrio conhecer de forma integrada os diversos componentes da paisagem (Geologia, Geomorfologia, Solos, Clima e Vegetao), de modo que seja possvel entender sua dinmica e com isso dirigir estas atividades para reas capazes de sustent-las.

Neste sentido, esforos coletivos de diversas instituies tm buscado estabelecer modelos de ocupao e desenvolvimento regional. Dentre estes esforos esto os trabalhos que buscam desenvolver uma metodologia para estabelecer a vulnerabilidade das paisagens perda de solo, a fim de subsidiar o ordenamento territorial e o Zoneamento Ecolgico-Econmico (ZEE). Uma destas metodologias, disponvel em Crepani et al. (1996), foi desenvolvida atravs de convnio entre a Secretaria de Assuntos Estratgicos da Presidncia da Repblica (SAE/PR) e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) para aplicao nos estados que compem a Amaznia Legal, a partir da utilizao de imagens orbitais em Sistemas de Informaes Geogrficas.

A Comisso de Polticas e Desenvolvimento Sustentvel e a Agenda 21 ressaltam as contradies que a sustentabilidade enfrenta entre a conservao e o uso adequado da biodiversidade, e consideram como alternativa uma poltica mais severa na conservao e no uso sustentvel da biodiversidade amaznica.

No mbito da Constituio Federal de 1988 o embasamento para planos de ordenamento

territorial e de ZEE, a nvel nacional e estadual, pode ser encontrado: no artigo 21,

24

que estabelece a competncia da Unio para elaborar e executar planos nacionais e

regionais de ordenao do territrio e de desenvolvimento econmico e social; no

artigo 23, que estabelece a competncia comum da Unio, dos Estados e do Distrito Federal e Municpios a fim de promover a proteo do meio ambiente, o combate poluio, a preservao das florestas, da fauna e da flora e a organizao do

abastecimento alimentar; e no artigo 225, que afirma que todos tm direito ao meio

ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial sadia qualidade de vida para as espcies, impondo-se ao Poder Pblico e coletividade o dever de defend-lo e preserv-lo para as presentes e futuras geraes.

O Cdigo Florestal Brasileiro, Lei No 4.771, de 15 de setembro de 1965 (ANEXO I), e as diversas Resolues do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA (Resoluo N 303 - Anexo II) estabelecem critrios para o uso e o manejo adequado dos recursos naturais. No mbito estadual o Estado do Par dispe na sua Lei Ambiental, Lei N 5.887 de 9 de maio de 1995 (ANEXO III), o conjunto de princpios, objetivos, medidas e diretrizes para fim de preservao, conservao, proteo, recuperao e melhoramento do meio ambiente de modo que atenda as peculiaridades regionais e locais em harmonia com desenvolvimento econmico-social.

Com base na metodologia desenvolvida em Crepani et al (1996) e nas leis supracitadas, este trabalho tem como objetivo geral fornecer uma anlise integrada e objetiva para estabelecer indicadores de reas potenciais recuperao, preservao e uso sustentado, juntamente com a delimitao das reas de Preservao Permanente (APP) e Terra Indgena e ainda a estimativa de reas do municpio para manuteno de Reserva Legal.

Este procedimento visa orientar um melhor planejamento estratgico do Municpio de Paragominas, utilizando para isso os dados de Sensoriamento Remoto e tcnicas de Geoprocessamento.

De forma mais especfica os objetivos so:

25

- Delimitar as reas de Preservao Permanente (APP) e Terra Indgena, com base na legislao Federal (LEI N 4.771 de 15 de setembro de 1965 - Anexo I) e Estadual (Lei N 5.887 de 9 de maio de 1995, - Anexo III);

- Mapear os remanescentes florestais para estimar rea disponvel no municpio para manuteno da Reserva Legal conforme a Medida Provisria n 2.166-67, de 24 de agosto de 2001;

- Gerar mapas temticos capazes de caracterizar os componentes do meio fsico (Geologia, Geomorfologia, Solo, Clima e Cobertura Vegetal e Uso da Terra), importantes para avaliao da vulnerabilidade perda de solo de cada unidade de paisagem caracterizada;

- Gerar um mapa de subsdio gesto territorial, com base na combinao dos dados fornecidos pela avaliao da vulnerabilidade natural perda de solo e demarcao de reas legalmente protegidas, de modo a auxiliar o planejamento e a administrao territorial.

26

CAPTULO 2

FUNDAMENTAO TERICA

A anlise e interpretao de produtos de Sensoriamento Remoto em Sistemas de Informao Geogrfica tm fornecido subsdios para o entendimento dos processos (fsicos, biticos e antrpicos) que ocorrem nas unidades de paisagem.

Nesse sentido, este captulo tem como objetivo:

- Abordar os trabalhos pioneiros usando Sensoriamento Remoto na Amaznia;

- Relacionar as tcnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento aplicadas neste trabalho, bem como mostrar o software utilizado para realiz-lo;

- Discutir o conceito de unidades de paisagem; e

- Apresentar a metodologia usada para estabelecer a vulnerabilidade das paisagens perda de solo como subsdio ao ordenamento territorial.

2.1 Sensoriamento Remoto na Amaznia

O Sensoriamento Remoto tornou-se uma importante ferramenta no levantamento e estudo dos recursos naturais em diversas escalas permitindo a obteno de informaes de lugares de difcil acesso, como o caso da Amaznia. Os sistemas orbitais proporcionam a flexibilidade de obteno de dados multiespectrais e multitemporais sobre os alvos da superfcie terrestre a um custo relativamente acessvel.

O sucesso de trabalhos pioneiros desenvolvidos na Amaznia, como o caso de Pinto et al. (1979), Tardin et al. (1979), Santos et al. (1980), Shimabukuro et al. (1982) e Santos et al. (1983) que utilizaram dados do sensor MSS/Landsat (Sensor Multispectral Scanner do satlite Landsat), proporcionou um incentivo maior ao uso desta ferramenta no estudo relacionado cobertura vegetal e uso da terra.

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A partir da trabalhos e tcnicas importantes foram desenvolvidos para o estudo da regio. Sano et al. (1989) utilizaram as imagens TM/Landsat no formato digital para o mapeamento fazendo a caracterizao e quantificao de classes de paisagem em dez municpios do nordeste paraense. Para tanto, usaram o realce pela tcnica de Ampliao Linear de Contraste e composio colorida R (Banda 5), G (Banda 4) e B (Banda 3). Na anlise utilizaram interpretao visual devido a grande heterogeneidade de feies. Desta forma, obtiveram uma legenda bastante completa com classes variadas de floresta ombrfila, pastagens, etc.

Tardin e Cunha (1989) realizaram uma avaliao dos efeitos das alteraes antrpicas nas reas de floresta utilizando a anlise visual da composio colorida R (Banda 5), G (Banda 4) e B (Banda 3) na escala de 1: 250.000, em papel fotogrfico. Com os resultados obtidos os autores constataram a eficincia da utilizao das imagens TM/Landsat, na deteco e avaliao de reas de desflorestamento, por apresentarem erro de medio relativamente pequeno, em funo das alteraes antrpicas na Amaznia ocuparem grandes extenses.

Stone et al. (1991) usaram dados coletados em imagens de 1986 e 1988 dos sensores TM/Landsat e NOAA/AVHRR, respectivamente, para avaliar o uso da terra e estimar as propores de desflorestamento em regies do Estado de Rondnia.

Watrin e Rocha (1992) utilizaram tcnicas de interpretao visual no levantamento de semidetalhe (escala 1: 100.000) da cobertura vegetal e uso da terra para a regio de Paragominas (Estado do Par), usando as bandas 4 e 5 do sensor TM/Landsat. Desta forma definiram trs unidades estruturais da floresta ombrfila densa e dois estgios de explorao madeireira, baseando-se na topografia e na idade de explorao, respectivamente.

Barroso et al. (1993) usaram tcnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento para mostrar a importncia dessas tcnicas na deteco de mudanas no uso da terra por transformaes antrpicas ocorridas na cobertura vegetal, para reas de projeto de assentamento humano na regio de Paragominas. Com isso, constataram que os projetos

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de colonizao na Amaznia contribuem em escala regional, ao lado da criao de gado e a explorao madeireira, para a destruio da floresta Amaznica.

Para Brondizio et al. (1993a) a utilizao do sensor TM/Landsat, no mapeamento detalhado do uso da terra na Amaznia, demonstra que resultados concretos podem ser alcanados, pois as caractersticas oferecidas pelo sensor apresentam grande aplicabilidade nestas situaes.

Brondizio et al. (1993b) e Moran et al. (1993) estudaram o potencial do uso de um conjunto de dados extrados das imagens TM/Landsat com as informaes obtidas no campo. Desta maneira, obtiveram resultados para a modelagem das assinaturas espectrais, levantamento fisionmico da vegetao e do uso da terra.

Para Moran et al. (1994) e Alves e Skole (1996) a anlise multitemporal e o armazenamento peridico dos dados de sensoriamento remoto na Amaznia permitem o melhor entendimento dos diferentes padres de sucesso secundria, alm das mudanas da cobertura e uso da terra.

2.2 Processamento digital de imagens orbitais

O Processamento Digital de Imagens envolve todas as tcnicas que podem ser aplicadas atravs de processamentos computacionais. Essas tcnicas so usadas na manipulao de imagens para identificao e extrao de informaes teis anlise e interpretao do homem. De acordo com Novo (1992) as tcnicas de processamento digital de imagens so organizadas em trs conjuntos: tcnicas de pr-processamento, tcnicas de realce e tcnicas de classificao.

2.2.1 Tcnicas de pr-processamento

A aplicao dessas tcnicas, em dados obtidos por sensores espectrais, feita atravs do tratamento computacional de modo a retificar e restaurar as distores ou degradaes existentes na aquisio das imagens orbitais. Incluem-se como tcnicas de pr-processamento as correes geomtricas, radiomtricas e atmosfricas (Schowengerdt,

29

1983; Lillesand e Kiefer, 1994). Neste trabalho foram utilizadas apenas as tcnicas de correes geomtricas.

2.2.1.1 Correes geomtricas

As imagens orbitais geradas pelos sensores remotos esto sujeitas a uma srie de distores espaciais, por isso apresentam imprecises cartogrficas quanto ao posicionamento de elementos, superfcies ou fenmenos presentes nas imagens. Autores como Richards (1986), Mather (1987) e Crosta (1992), atribuem essas distores espaciais rotao e curvatura da Terra, s variaes de altitude e velocidade das plataformas dos sensores, erros de instrumentao e distores panormicas.

Segundo Crosta (1992) correo geomtrica a transformao da imagem de modo que adote as propriedades de escala e de projeo de um mapa. Esta transformao pode ser feita de duas formas:

A primeira delas conhecida como modelo de geometria orbital, feita atravs do conhecimento exato dos parmetros geomtricos da rbita do satlite e de outras variveis. A maioria das imagens oferecidas aos usurios traz correes baseadas no modelo de geometria orbital, entretanto tais correes so pouco precisas sendo necessrio refin-las.

A segunda forma conhecida como transformao baseada em pontos de controle. Neste caso, os pontos de controle tm que ser reconhecidos, tanto na imagem como nos mapas ou no terreno. Este mtodo freqentemente usado por ser mais preciso do que o mtodo anterior.

Para que duas ou mais imagens estejam perfeitamente coincidentes no espao a fim de analis-las, ou para juntar duas ou mais rbitas seqenciais de modo que se obtenha um mosaico de imagens, necessrio registr-las. O registro a transformao espacial que se refere ao processo de ajuste do sistema de coordenadas de uma imagem em relao ao de outra imagem, ou de outro sistema equivalente cobrindo a mesma rea (Crosta, 1992; DAlge, 2001).

30

2.2.2 Tcnicas de realce de imagens

A aplicao das tcnicas de realce de imagens tem como objetivo melhorar a visualizao de elementos ou feies de uma cena. Esta tcnica transforma os nveis de cinza das imagens por meio de operaes pontuais e locais (Richards, 1986; Lillesand e Kiefer, 1994; Fonseca, 2000).

Mather (1987) aponta trs tcnicas que so utilizadas para o realce de imagens: manipulao de contraste, manipulao de caractersticas espaciais e transformao de imagem. Neste trabalho foram utilizadas as tcnicas de manipulao de contraste e transformao de imagem (converso de nmeros digitais para valores de reflectncia e modelo linear de mistura espectral).

2.2.2.1 Tcnicas de manipulao de contraste

As tcnicas de manipulao de contraste permitem ampliar o intervalo original (valores de nveis de cinza de uma imagem digital) para toda a escala de cinza disponvel. No caso das imagens do sensor TM/Landsat ou ETM+/Landsat possvel discriminar valores num intervalo mximo entre 0 e 255 nveis de cinza.

De acordo com Fonseca (2000) o contraste de uma imagem pode ser manipulado modificando seu histograma, de modo que os nveis de cinza se espalhem ao longo do intervalo mximo permitido por cada imagem (Figura 2.1).

Figura 2.1 Exemplo de imagens com seus respectivos histogramas. Fonte: Fonseca (2000).

31

2.2.2.2 Transformao dos nmeros digitais para valores de reflectncia aparente

Para minimizar os efeitos decorrentes de diferentes sensores, ou do desgaste dos detectores ao longo do tempo, Robinove (1982) recomenda a transformao radiomtrica dos nveis digitais de uma imagem nas seguintes situaes:

utilizao de cenas de diferentes datas;

mosaico de duas ou mais cenas;

mudana na calibrao de um sensor orbital;

utilizao de cenas de diferentes sensores.

Autores como Epiphanio e Formaggio (1988) ressaltam a importncia da utilizao dos valores de reflectncia no estudo do comportamento espectral dos alvos. A transformao dos valores de nveis digitais para reflectncia permite maior confiabilidade na extrao de informaes sobre a vegetao.

Shimabukuro e Smith (1991) e Shimabukuro et al. (1998) recomendam a transformao do nmero digital para valores de reflectncia aparente antes da aplicao da tcnica do modelo de mistura. Utilizam para isso as relaes propostas por Markham e Barker (1986), nas quais os nmeros digitais so transformados em valores de radincia por meio de parmetros de calibrao de pr-lanamento do sensor, utilizando a seguinte frmula:

max)/*)minmax((min QCALQCALLLLL += (2.1)

Onde:

L = radincia espectral;

minL = radincia espectral mnima;

maxL = radincia espectral mxima;

32

maxQCAL = nmero digital mximo;

QCAL = nmero digital.

Posteriormente os valores de radincia espectral ( L ) so utilizados para o clculo da reflectncia aparente atravs da seguinte frmula:

pi

cos*

**2

EsundL

= (2.2)

Onde:

= reflectncia aparente;

L = radincia espectral (mW.cm-2.ster-1.m-1);

d = distncia sol-terra em unidades astronmicas;

Esun = irradincia espectral mdia do sol no topo da atmosfera (mW.cm-2.m-1);

= ngulo solar zenital.

2.2.2.3 Modelo linear de mistura espectral

O modelo linear de mistura espectral tem como funo resolver os problemas de mistura de pixel das imagens de sensores remotos. Para isto feita a estimativa, para cada pixel, da proporo de componentes como solo, vegetao e sombra, a partir das respostas

espectrais captadas pelos sensores, gerando imagens-frao ou imagens-proporo de cada componente estimado (Shimabukuro e Smith, 1991).

A baixa resoluo espacial dos sensores permite que um pixel contenha mais do que um tipo de cobertura de terreno, pois a radincia detectada pelo sensor a soma das

radincias de todos os alvos presentes em cada elemento de resoluo no terreno. Cada pixel da imagem possui um valor de nvel de cinza que corresponde resposta espectral

33

de cada elemento de resoluo no terreno.(Shimabukuro e Smith, 1991; Cross et al. 1991; Shimabukuro et al., 1998).

Portanto, se as propores dos componentes podem ser conhecidas, ento as respostas

espectrais dos componentes podem ser obtidas. Estas respostas so expressas pelas seguintes equaes (Shimabukuro e Smith, 1991):

(2.3)

ou ento:

(2.4)

onde:

ri = reflectncia espectral mdia na banda i de um pixel com um ou mais componentes;

aij = reflectncia espectral conhecida do componente j na banda i;

xj = proporo do componente j dentro do pixel;

ei = erro de estimao para a banda i;

j = 1,2,...,n (nmero de componentes considerados no problema);

i = 1,2,...,m (nmero de bandas do sensor).

Sendo que as estimativas de xj esto sujeitas as seguintes restries:

( xj ) = 1 (2.5)

ri = a11x1+ a12x2+...+ a1nxn+e1 .

.

.

rm = am1x1+am2.x2++a2nxn+em

ri = ( aij .xj ) + ei

34

0 xj 1

Dentre os vrios mtodos para a estimativa das propores de cada componente os principais so: Mnimo Quadrado Restrito e Mnimo Quadrado Ponderado. Ambos os mtodos procuram estimar cada proporo minimizando a soma do quadrado dos erros. A diferena entre eles que o mtodo do mnimo quadrado restrito no aceita o modelo

quando ocorrem valores de propores negativas e maiores que 1. O mtodo de Mnimo Quadrado Ponderado contorna essa restrio atravs da associao de uma matriz diagonal de pesos ao modelo (Shimabukuro e Smith, 1991).

Depois que as propores xj so obtidas, tendo como produto as imagens-frao,

possvel calcular o erro de estimao de cada imagem atravs das imagens-erro, geradas para auxiliar a anlise da equao do modelo de mistura de uma determinada cena,

mostrando a distribuio espacial dos erros (Shimabukuro, 1987; Aguiar, 1991).

Autores como Shimabukuro et al. (1994), Adams et al. (1995) e Shimabukuro et al. (1997) aplicaram o modelo de mistura espectral para o mapeamento de uso e cobertura do solo bem como no estudo de desflorestamento na Amaznia brasileira.

2.2.3 Tcnicas de classificao

A classificao de imagens consiste no processo de extrao e identificao dos

diferentes objetos, fenmenos ou feies com padres espectrais homogneos e associados a uma determinada classe (Crosta, 1992; Fonseca, 2000; Moreira, 2001).

A classificao pode ser feita de modo automtico, atravs de processamentos computacionais, de forma que o computador seja capaz de rotular os valores dos nveis de cinza utilizando algoritmos estatsticos de reconhecimento de padres espectrais (Moreira, 2001).

Na literatura so abordados dois tipos de classificao automtica: a classificao supervisionada, na qual o usurio tem conhecimento prvio das feies, adquirindo amostras representativas para cada uma das classes que deseja identificar na imagem; e

(2.6)

35

a classificao no-supervisionada, na qual o usurio no tem nenhum tipo de conhecimento prvio sobre as classes a serem geradas.

Outra forma de classificao a no automtica, chamada de fotointerpretao, feita por um especialista que extrai visualmente as diversas feies e objetos presentes na imagem (Fonseca, 2000).

Considerando que a rea estudada apresenta padro diversificado de uso e ocupao optou-se neste trabalho por aplicar classificao digital sob abordagem hbrida, sendo utilizada classificao no-supervisionada associada fotointerpretao.

2.2.2.4.1 Classificao no-supervisionada

A classificao no-supervisionada baseia-se na idia de que o computador capaz de

agrupar por conta prpria as classes em uma imagem, sem que haja dados prvios sobre a rea observada (Richards, 1986; Crosta, 1992; Fonseca, 2000; Moreira, 2001).

Esta tcnica utiliza a anlise de agrupamento de modo que os pixels semelhantes da imagem so identificados e agrupados em nuvens ou clusters, de acordo com limiares

de aceitao estabelecidos, ou seja, primeiramente um nmero de classes, ou nuvens de pixels, deve ser definido e posteriormente atribudo, pelo analista, um limiar para

estabelecer se uma determinada nuvem deve ser tratada como um grupo distinto ou agrupada a outro grupo (Richards, 1986, Crosta, 1992).

Neste trabalho foi utilizado o classificador no-supervisionado ISODATA, descrito a seguir.

Conforme Chuvieco (2002) o algoritmo ISODATA assinala uma srie de centros de classes, de acordo com o nmero de classes indicado pelo analista, e posteriormente

associa os pixels ao centro da classe mais prxima, utilizando para isso os critrios da distncia euclidiana, descrita pela equao a seguir:

36

=

=mi ibiaba

NDNDd,1

2,,,)(

(2.7)

onde:

bad , = indica a distncia entre dois pixels quaisquer a e b;

iaND , e ibND , = indicam os nveis digitais dos pixels na banda i; e

m = indica o nmero de bandas.

Aps serem associados os pixels s suas devidas classes, calculado novamente o

centro de cada classe, desta vez considerando os valores dos pixels que haviam sido incorporados na fase anterior. Em seguida os centros so reordenados em funo dos

parmetros de controle indicados pelo usurio (os parmetros usados so: distncia mnima entre os grupos, tamanho mnimo de um grupo, varincia mxima de um grupo

e nmero de grupos). Esse procedimento contnuo at que:

- seja alcanado o nmero mximo de classes estabelecido pelo usurio;

- que no haja nenhum pixel com distncia inferior distncia mnima estabelecida; e

- que no tenha nenhum grupo com a varincia superior a mxima indicada.

2.3 Sistema de Informao Geogrfica (SIG)

O crescente avano tecnolgico da informtica e a necessidade de armazenar e manipular informaes e fenmenos do mundo real (anlise dos recursos naturais, planejamento regional e urbano, etc.) tornou possvel o desenvolvimento de uma ferramenta capaz de permitir a realizao de anlises complexas de dados geogrficos.

Deste modo surgiram as ferramentas computacionais para o Geoprocessamento, chamadas de Sistema de Informao Geogrfica (SIG), que permite a integrao e

37

anlise de dados de diversas fontes, bem como automatizar a produo de documentos

cartogrficos, atravs da criao de um banco de dados georreferenciado (INPE, 2000).

Um Sistema de Informao Geogrfica pode ser definido como um conjunto de ferramentas para manipular dados georreferenciados capaz de armazenar, recuperar, transformar, analisar e manipular os dados coletados do mundo real (Burrough, 1987; Aronoff, 1989; Cmara et al., 1996).

2.3.1 Arquitetura dos SIG

De acordo com Cmara (1995), a arquitetura de um SIG est dividida em componentes que se relacionam de forma hierrquica, tais como: interface com usurio, entrada e integrao de dados, funes de consulta e anlise espacial, visualizao e plotagem, armazenamento e recuperao de dados (Figura 2.2).

Figura 2.2 Estrutura geral de Sistemas de Informao Geogrfica. Fonte: INPE, 2000.

A interao usurio/SIG se d atravs de uma interface grfica, na qual o usurio determina as operaes a serem executadas pelo sistema.

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A fase de entrada e integrao dos dados feita atravs da converso de dados externos

para o formato em que o sistema opera. Estes dados externos so encontrados nas formas de imagens de satlite, fotografias areas, mapas no formato digital ou em papel,

tabelas de atributos e de dados provenientes do levantamento de campo.

Aronoff (1989) relata que existem dois tipos de representao digital na qual os dados externos so convertidos para que o sistema possa trabalhar com os dados de entrada: formato vetorial e formato raster (imagem).

O formato vetorial geralmente o resultado da digitalizao de objetos ou feies de modo que o elemento possa ser a representao mais fiel do mundo real. Estes elementos so representados no sistema sob a forma de linhas, pontos e polgonos. A

posio espacial de cada elemento representado organizada na forma de um sistema de coordenadas de referncia.

O formato raster representado por uma malha quadriculada ou uma matriz regular composta de n linhas e n colunas, construindo clula a clula o elemento a ser

representado. O valor atribudo a cada clula denota o tipo de elemento ou a condio que est sendo representada no local. As imagens digitais so adquiridas neste formato,

entretanto possvel representar dados cartogrficos desta maneira, por exemplo: uma estrada, representada no formato vetorial por uma linha, no formato raster ser

representada por um conjunto de clulas.

Para que as operaes de consulta e anlise espacial sejam realizadas necessrio que haja uma organizao e o gerenciamento das informaes geogrficas dentro do sistema. Desta forma, o sistema necessita de um componente denominado de Sistema de

Gerncia de Banco de Dados (SGBD). O SGBD o responsvel pelo armazenamento e recuperao dos dados espaciais e seus atributos.

O mdulo de sada de um SIG concebido para que o usurio possa visualizar e listar as informaes armazenadas na base de dados. Este processo feito normalmente atravs

de mapas, grficos, tabelas, histogramas ou pela unidade de visualizao do computador (monitor) (Burrough, 1987; Aronoff, 1989).

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2.3.2 Caractersticas dos dados de um SIG

Para que as informaes do mundo real possam ser representadas em um Sistema de Informao Geogrfica o espao geogrfico modelado segundo duas vises

complementares: o modelo de campo ou Geo-campo1 e o modelo de objetos ou Geo-objeto1.

O Geo-campo representa a distribuio espacial de uma varivel que possui valores em todos os pontos pertencentes a uma regio geogrfica (p. ex. modelos temticos, numricos e imagens). O Geo-objeto um elemento nico que possu atributos no espaciais e est associado a mltiplas localizaes geogrficas, sua localizao pretende ser exata e o objeto distinguvel de seu entorno (p. ex. os mapas de cadastro rural).

Segundo INPE (2000) estes dois modelos se dividem de acordo com suas representaes, topologia e formato dos dados, dentre os quais so citados:

- Mapas temticos: so dados que descrevem a distribuio espacial de uma grandeza geogrfica expressa de forma qualitativa, como por exemplo, os mapas

de pedologia, e aptido agrcola de uma regio. Mapas temticos medem, no espao de atributos, valores nominais que representam as classes de um mapa

temtico e valores ordinais, quando as classes representam intervalos (escala) de valores. Estes dados so do tipo geo-campo e admitem tanto a representao

matricial quanto a vetorial.

- Mapas Cadastrais: so dados que permitem a representao de elementos grficos (geo-objeto) por pontos, linhas ou polgonos, sendo que cada um dos seus elementos possui um atributo descritivo e podem estar associados a vrias

representaes grficas.

- Redes: so dados em que cada objeto geogrfico possui uma localizao geogrfica exata e est sempre associado a atributos descritos e presentes no banco de dados. Como exemplos temos cabos telefnicos, canos de gua, etc.

1Geo-Campo e Geo-objeto: so nomenclaturas utilizadas pelo SIG SPRING

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Computacionalmente as redes so consideradas atributos armazenados no banco

de dados.

- Modelo numrico de terreno (MNT): definido como um modelo matemtico que reproduz uma superfcie real a partir de algoritmos e de um conjunto de pontos (x, y) em um referencial qualquer, com atributos denotados de z, que descrevem a variao contnua da superfcie. utilizado para denotar a representao de uma grandeza que varia continuamente no espao. Este modelo comumente associado a altimetria, podendo ser utilizado para modelar

caractersticas geolgicas, como teor de minerais, ou propriedades do solo ou subsolo.

- Imagem: representam formas de captura indireta de informao espacial. Consideradas geo-campo, so armazenadas como matriz e cada elemento de

imagem (pixel) tem um valor proporcional energia eletromagntica refletida ou emitida pela rea da superfcie terrestre correspondente.

2.3.3 Mapa de distncia (buffer)

Um mapa de distncia um tipo de anlise de proximidade (medida de distncia entre objetos, comumente medida em unidade de comprimento) que apresenta zonas com larguras especificadas (distncias) em torno de um ou mais elementos do mapa.

Autores como Bonham-Carter (1997), Burrough e McDonnell (1998) e INPE (2000), definem um mapa de distncia ou buffer como sendo uma rea de extenso regular, que desenhada ao redor de um ou mais elementos espacialmente definidos (pontos, linhas ou polgonos) (Figura 2.3).

41

Figura 2.3 Exemplos de buffer. 2.3.4 lgebra de mapas

Segundo Berry (1993), o conceito de lgebra de mapas ou lgebra de campo pode ser considerado uma extenso da lgebra tradicional, de modo que as variveis manipuladas sejam consideradas campos geogrficos. As operaes realizadas atravs da lgebra de mapas possibilitam manipular um, dois ou mais geo-campos, sendo que cada geo-campo tem um atributo diferente ou um mesmo atributo com datas diferentes de

aquisio (Cmara, 1995; Barbosa, 1997).

As operaes sobre geo-campos podem ser classificadas como operaes pontuais,

zonais e de vizinhana (Tomlin, 1990). A Figura 2.4 mostra a representao destas operaes, cuja classificao depende da forma como os valores dos atributos nos geo-campos origem so obtidos para o processamento.

42

Figura 2.4 Classes de operaes geogrficas. Fonte: Barbosa (1997).

Neste trabalho foram utilizadas apenas algumas operaes pontuais.

2.3.4.1 Operaes pontuais

So operaes cujos valores resultantes de cada posio geogrfica do geo-campo destino, depende somente dos valores na mesma posio geogrfica dos geo-campos de origem. A Tabela 2.1 mostra as operaes pontuais de transformao e as operaes pontuais sobre geo-campos utilizadas neste trabalho.

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TABELA 2.1 Descrio das operaes pontuais de transformao e das operaes pontuais sobre geo-campos (Adaptada de Barbosa, 1997; Burrough, 1987; Berry, 1987; Tomlin, 1990; Cmara, 1995).

OPERAES PONTUAIS

DESCRIO DO RESULTADO DAS OPERAES

PONDERAO Transforma geo-campo temtico em geo-campo numrico. Este operador pode ser usado a fim de integrar dados temticos para posterior manipulao.

MDIA

Gera um geo-campo destino em que os valores resultantes de cada posio geogrfica so a mdia aritmtica dos valores dos atributos na posio geogrfica correspondente aos geo-campos origem. Esta operao aplicada somente sobre geo-campos numricos.

FATIAMENTO

Divide a faixa de valores de um geo-campo origem em certo nmero de intervalos de valores e gera um geo-campo destino. O operador de fatiamento tem como parmetro de entrada um geo-campo numrico. O geo-campo resultante pode ser numrico ou temtico. geralmente utilizado pra transformar um geo-campo numrico em um geo-campo temtico.

Estes operadores podem ser executados atravs da LEGAL (Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algbrico) utilizando-se o software SPRING (Sistema para Processamento de Informaes Geo-referenciadas) (Cmara, 1995).

2.4 Software SPRING

um Sistema de Informao Geogrfica de segunda gerao desenvolvido para uso em ambiente cliente-servidor. Este tipo de sistema acoplado a gerenciadores de banco de dados relacionais (Cmara e Freitas, 1995).

O SPRING baseado num modelo de dados orientado ao objeto combinando idias de campos e objetos geogrficos, das quais so derivadas sua interface de menus e a linguagem espacial LEGAL. Foi desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE, em ambientes computacionais UNIX e WINDOWS (Cmara e Medeiros, 1996; INPE, 2000).

O modelo de dados SPRING baseado na especificao de categorias ou classes de dados que so inseridos no sistema (Figura 2.5). Os dados armazenados no SPRING

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devem pertencer a uma das seguintes categorias: Imagem, Numrico ou Temtico se for do tipo geo-campo, ou Rede, Cadastral e Objetos se for do tipo geo-objeto (os conceitos de geo-campo e geo-objeto esto descritos na seo 2.3.2) ou ainda No-espacial se forem tabelas alfanumricas. Estas categorias podem ser definidas como:

- Categoria do modelo Imagem: refere-se a dados provenientes de Sensoriamento Remoto em formato matricial. Exemplos: as imagens TM/LANDSAT, SPOT, NOAA, fotografias areas transformadas em imagens digitais atravs de scanners, etc.

- Categoria do modelo Numrico: refere-se a dados que possuem uma variao contnua de seus valores numricos em funo de sua posio na superfcie. Exemplos: altimetria, pH do solo, magnetometria, temperatura de superfcie, etc.

- Categoria do modelo Temtico: refere-se a dados que classificam uma posio geogrfica quanto a um determinado tema. Ex: tipos de solo, classificao de vegetao, etc.

- Categoria de dados do modelo Objeto: refere-se espacializao de um tipo de objeto geogrfico. Exemplo: municpios, logradouros, propriedades, etc.

- Categoria do modelo Cadastral: refere-se aos mapas que contm a representao de determinado tipo de objeto, por exemplo: diviso poltica da categoria cadastral que conter o mapa com as representaes dos municpios.

- Categoria do modelo Rede: refere-se aos dados geogrficos que possuem relaes de fluxo e conexo entre os inmeros elementos que se deseja representar e monitorar. Ex: rede de energia eltrica, esgoto, gua, drenagem, telefonia, etc.

- Categoria do modelo No-Espacial: refere-se aos dados que no possuem representao espacial como, por exemplo, os dados de cadastros rurais e urbanos.

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Os dados estruturados nas diferentes categorias so guardados em Planos de Informao (PI), que tem por funo armazenar um conjunto de dados com as mesmas caractersticas bsicas.

Figura 2.5 Modelo conceitual do SPRING. Fonte: Cmara (1995).

O SPRING utiliza ainda como procedimento, para ampliar as manipulaes de dados espaciais e modelagem de dados, as operaes executadas atravs da Linguagem Especial para Geoprocessamento Algbrico conhecida como LEGAL.

O SPRING foi desenvolvido tendo como objetivos principais (Cmara e Medeiros, 1996; INPE, 2000):

Integrar as tecnologias de Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informao Geogrfica;

Integrar imagens de Sensoriamento Remoto e Modelos Numricos de Terreno com mapas temticos, mapas cadastrais e redes;

Definir um mapeamento entre objetos geogrficos e suas localizaes permitindo que mais de uma representao grfica possa estar associada mesma entidade do mundo real ou ainda que vrios objetos geogrficos possuam uma nica representao grfica;

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Permitir a coexistncia de representaes vetorial, matricial e grades num mesmo sistema.

2.4.1 LEGAL (Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algbrico)

A LEGAL uma linguagem de comandos interpretados para uso em anlise geogrfica. A linguagem LEGAL proposta por Cmara (1995) tem como objetivo prover um ambiente geral para anlise geogrfica, incluindo operaes de manipulao (lgebra de campos), consulta espacial e apresentao de resultados de consulta e manipulao em um nico software.

Um programa em LEGAL consiste em uma seqncia de operaes descritas por sentenas organizadas segundo regras gramaticais, envolvendo operadores, funes e dados espaciais, categorizados segundo o modelo de dados SPRING, e representados em planos de informao e mapas cadastrais de um mesmo banco de dados / projeto SPRING.

Um programa em LEGAL constitudo de uma lista de sentenas que descreve um procedimento, isto , um conjunto de aes sobre dados espaciais, que faa sentido no contexto de alguma disciplina de Sistemas de Informao Geogrfica. Tais sentenas em LEGAL so estruturadas em quatro grupos:

Declaraes de variveis;

Instanciaes de variveis;

Operaes de lgebra de mapas; e

Comandos de controle.

As Declaraes definem variveis que sero associadas aos dados fornecidos ou produzidos num programa. Uma varivel consiste de um nome, que ento associado a um modelo e uma categoria que iro caracterizar os planos de informao, mapas

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cadastrais, objetos ou tabelas de transformao que possam ser por ela representados ao longo de um programa.

Nas Instanciaes as variveis so efetivamente associadas a planos de informao, objetos, mapas cadastrais ou tabelas de transformao. Correspondem a uma operao de recuperao de dados j existentes no banco de dados, ou de criao de um novo dado representado em algum plano de informao ou mapa cadastral.

Operaes correspondem aplicao de um ou mais operadores ou funes sobre variveis declaradas e instanciadas previamente; so descritas por expresses algbricas, segundo regras gramaticais que permitem a definio recursiva de operaes complexas a partir de outras mais simples, com base nas propriedades dos dados e operadores envolvidos. Cada sentena que define uma operao descreve uma operao de atribuio, que consiste em atribuir o resultado da avaliao de uma expresso algbrica a uma varivel previamente definida de um programa.

Os Comandos de controle permitem o controle do fluxo de processamento de um programa, no so algbricos por si s, entretanto so fundamentais para a modelagem de situaes que envolvam a execuo alternativa, condicional ou repetitiva de um conjunto de operaes.

2.5 As unidades de paisagem

A definio de unidade de paisagem varia tanto no enfoque quanto na escala. Vrios autores tm direcionado seus estudos sobre ordenamento territorial buscando desenvolver o conceito de unidade de paisagem.

Mabbutt (1968) reconhece trs sistemas de classificao de terreno: o sistema gentico que subdivide o terreno com base nos fatores que governam a morfognese e as caractersticas genticas; o sistema paramtrico baseado no estudo da classificao individual dos atributos do terreno e o sistema de paisagem que engloba mltiplos aspectos (relevo, solo e vegetao) classificando o terreno pelos padres de suas paisagens componentes.

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Para Bertrand (1971) a unidade de paisagem pode ser classificada como uma combinao dinmica de elementos fsicos, biolgicos e antrpicos interagindo entre si e mantendo uma constante evoluo.

Zonneveld (1979) v o conceito de paisagem sob trs diferentes e inseparveis aspectos: primeiro o aspecto visual da paisagem ou cenrio que uma importante fonte de informao para o diagnstico do terreno; o segundo est relacionado distribuio dos elementos constituintes das unidades de terreno ou padres de mapeamento (rocha, relevo, solo e vegetao) e o terceiro aspecto se refere paisagem como um sistema aberto formado por todos os fatores fsicos, biolgicos e climticos que formam um fenmeno tridimensional e complexo.

Em uma reviso sobre mapeamentos integrados Florenzano (1986) destaca o sistema land system approach como sendo um dos principais sistemas de classificao de terreno com enfoque adotado na ordenao territorial. Desenvolvido pela Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) na Austrlia, este sistema baseia-se no uso sistemtico de fotografias e imagens de satlites e comporta, em sua verso mais elaborada, uma diviso da paisagem em escala crescente de dimenso espacial em trs nveis hierrquicos: stio (site), unidade de terra (land unit) e o sistema de terra (land system).

Meijerink (1988) prope definies para uma unidade de mapeamento do terreno, retratando uma diviso natural inter-relacionada com a origem geomorfolgica, litolgica, pedolgica e morfomtrica, caractersticas estas diferenciadas atravs de suas propriedades em stereo imagens. Desta maneira, cada unidade de mapeamento seria homognea em termos de relevo, geologia, solos e morfometria.

A fim de delimitar unidades de paisagem para estudos de avaliao do potencial geo-ambiental Oliveira et al. (1988) adotaram a anlise de grupamentos e medidas de semelhana para caracterizar uma determinada rea e utilizaram uma classificao baseada em provncias, seo, subseo e geotipos que foram individualmente descritos e classificados quanto s recomendaes para uso agrcola.

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Zonneveld (1989) chamou a unidade de paisagem de unidade de terreno a fim de representar uma parte da superfcie terrestre ecologicamente homognea em uma determinada escala (Figura 2.6).

Figura 2.6 Atributos das unidades de paisagem. Fonte: Zonneveld (1989).

Ross (1992; 1996) props uma classificao do relevo para o planejamento ambiental a partir de uma compartimentao da paisagem de modo crescente em escala de detalhamento. Essa classificao buscou hierarquizar o relevo em seis txons conforme o grau de organizao e detalhe. Primeiramente as unidades morfoestruturais, depois as morfoesculturais, padres de formas semelhantes, padro de forma individualizada, formas, vertentes e por fim fatos localizados, como ravinas e voorocas.

Pires Neto (1994) sugere uma abordagem que mostra a interao entre os levantamentos de uso da terra, vegetao, estudos climticos, mapeamentos hidrolgicos, geolgicos e geomorfolgicos de forma que o terreno seja estudado como um sistema mantido por vrios mecanismos atuando de forma integrada.

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Para Crepani et al. (2001) as unidades de paisagem, enquanto unidades territoriais bsicas passveis de georreferenciamento, contm uma poro do terreno onde se inscreve uma combinao de eventos e interaes, visveis e invisveis, cujo resultado registrado e pode ser visto na forma de imagem fotogrfica de um determinado momento, representando um elo de ligao entre a Geografia e a Ecologia.

A anlise das unidades de paisagem importante porque a atuao do homem sobre o meio ambiente, sem o prvio conhecimento do equilbrio dinmico existente entre os diversos componentes que permitiram a construo da paisagem, pode levar a situaes desastrosas do ponto de vista ecolgico e econmico. A maioria dos ambientes naturais mostra-se em equilbrio dinmico at ser submetida explorao dos seus recursos naturais.

Ross (1994, 1995) ressalta que a extrao dos recursos naturais feita desordenadamente, sem atentar potencialidade e fragilidade dos ambientes dos quais so extrados, conduz instalao de processos degenerativos resultantes da quebra de mecanismos de funcionamento e interdependncia entre os componentes fsico-biticos. Mecanismos esses que exigem um equilbrio entre o ritmo ditado pelo desenvolvimento e o ritmo suportvel pela natureza.

2.6 Vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem

A vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem est ligada ao desequilbrio da dinmica natural do meio ambiente. Cada componente da paisagem, como Geologia, Geomorfologia, Pedologia, Vegetao, Clima e a interveno antrpica, participa desta dinmica de forma integrada.

As unidades de paisagem apresentam diferentes graus de absoro aos estmulos exteriores, assim como seus componentes apresentam escalas diferentes para o reajustamento frente s modificaes provocadas externamente at que se restaure o equilbrio perdido, podendo oscilar da escala medida em anos at milhares de anos.

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As atividades desenvolvidas pelo homem introduzem novas foras que podem alterar, em escala varivel, as condies de equilbrio do sistema representado pelas unidades de paisagem. A agricultura, a pecuria, a silvicultura, a minerao e as obras de engenharia civil so exemplos de atividades que, em maior ou menor escala, introduzem estmulos externos ao sistema.

A metodologia de mapeamento da vulnerabilidade de paisagens perda de solo foi desenvolvida por Crepani et al. (1996) a partir do conceito de Ecodinmica (Tricart, 1977) e da potencialidade para estudos integrados das imagens de satlite, que permitem viso sintica, repetitiva e holstica da paisagem, com o objetivo de subsidiar o Zoneamento Ecolgico-Econmico.

A delimitao das unidades de paisagem sobre uma imagem de satlite permite o acesso s relaes de causa e efeito entre os elementos que a compem, oferecido pelas diferentes resolues (espacial, espectral, temporal e radiomtrica) da imagem. Do contrrio, a simples justaposio de informaes em SIG gerada a partir de dados de diferentes escalas, pocas, e metodologias de trabalho, nem sempre apresentam relaes coerentes entre si.

A adoo das imagens de satlite como ncora para o Zoneamento Ecolgico-Econmico traz consigo a possibilidade de se utilizar todo o potencial disponvel no Sensoriamento Remoto e nos Sistemas de Informaes Geogrficas, alm de desenvolver uma metodologia perfeitamente aplicvel a novos produtos orbitais que estaro disponveis no futuro.

Para Becker e Egler (1997) o mapa de vulnerabilidade perda de solo representa a anlise do meio fsico e bitico para a ocupao racional e uso sustentvel dos recursos naturais. A sua associao com dados de potencialidade social e econmica oferece subsdio gesto territorial.

Para se analisar uma unidade de paisagem necessrio conhecer sua gnese, constituio fsica, forma e estgio de evoluo, bem como o tipo da cobertura vegetal que sobre ela se desenvolve. Estas informaes so fornecidas pela Geologia,

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Geomorfologia, Pedologia e Fitogeografia e precisam estar integradas para que se tenha um retrato fiel do comportamento de cada unidade frente sua ocupao. Finalmente, necessrio o auxlio da Climatologia para que se conheam algumas caractersticas climticas da regio onde se localiza a unidade de paisagem, a fim de que se anteveja o seu comportamento frente s alteraes impostas pela ocupao.

A Figura 2.7 mostra um roteiro metodolgico para a elaborao do mapa de vulnerabilidade de paisagens perda do solo cujas etapas esto descritas a seguir.

Figura 2.7 Fluxograma metodolgico para a elaborao do mapa de vulnerabilidade de paisagens perda de solos. Fonte: adaptado de Crepani et al. (2001).

2.6.1 Anlise e reinterpretao de dados temticos sobre as imagens orbitais

Os dados temticos preexistentes (Geologia, Geomorfologia, Solos e Vegetao) disponveis na literatura em escalas variadas foram reinterpretados usando-se como

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ncora as imagens do satlite LANDSAT. Este mtodo busca melhorar a exatido e o detalhamento dos mapas a partir das informaes disponveis nas imagens fotogrficas, explorando ao mximo suas diferentes resolues.

A reinterpretao dos dados temticos sobre as imagens de satlite importante para garantir que os novos Planos de Informao criados tenham uma justaposio perfeita entre si. Desse modo, os processos que deram origem s diferentes unidades de paisagem podem ser mapeados e georreferenciados, evitando que sejam criados polgonos sem representao no mundo real.

Sobre as imagens de satlite em formato digital que podem ser, por exemplo, TM/Landsat 5 ou ETM+/Landsat 7 na composio 5R4G3B (banda 5 no vermelho; banda 4 no verde e banda 3 no azul), diretamente na tela do monitor, desenvolveu-se o trabalho de anlise e reinterpretao das informaes temticas preexistentes, num ambiente de SIG por meio de edio vetorial. Isto permitiu a construo dos diversos Planos de Informao (Geologia, Geomorfologia, Solos e Vegetao) que sero integrados.

O motivo de escolha desta composio se prende ao fato de que nelas os matizes de cores relacionados vegetao apresentam-se mais amigveis ao intrprete. Uma vez que a cor verde atribuda banda 4 na qual muito mais evidente a resposta refletida pela vegetao, e assim o fotointrprete faz uma associao direta dos matizes do verde com reas providas de diferentes densidades de cobertura vegetal.

Os matizes do magenta, resultado da resposta refletida pelo solo arenoso em porcentagem maior nas bandas 3 e 5 (azul + vermelho = magenta), identificam reas com exposio de solo, ou rocha, com reduzida cobertura vegetal. Os matizes do azul se relacionam gua e seu relativo contedo de sedimentos em suspenso. A Figura 2.8 ilustra o comportamento espectral dos principais alvos da superfcie terrestre (vegetao, solo e gua) e as bandas do TM-Landsat utilizadas na composio 5R4G3B.

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Figura 2.8 Padro de resposta espectral dos principais alvos da superfcie terrestre. (Fonte: Modificado de Lillesand & Kiefer (1994)).

A reinterpretao dos dados temticos preexistentes sobre as imagens de satlite foi feita a partir de critrios sistematizados de fotointerpretao (Soares & Fiori, 1976; Veneziani & Anjos, 1982) que levam em considerao seus elementos fundamentais:

Elementos de textura de relevo e drenagem que se renem e se dispem na superfcie da imagem segundo regras geomtricas definindo estruturas e formas;

Matizes de cores relacionados aos padres de resposta espectral da vegetao, solo e gua.

A anlise e interpretao das imagens, a partir desses elementos fundamentais, permite o reconhecimento de diferentes estruturas, e algumas propriedades fsicas e qumicas de materiais diversos relacionados resistncia das rochas eroso, permeabilidade do conjunto solo/rocha, estimativas sobre o balano entre intemperismo (eluviao, lixiviao) e eroso. Os elementos de textura de relevo permitem identificar as quebras de relevo, positivas e negativas, muito importantes por marcarem, quase sempre, os

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limites onde se do as grandes mudanas nas caractersticas que definem as diferentes unidades de paisagem pela mudana da litologia, da declividade, do tipo de solo e muitas vezes da cobertura vegetal.

2.6.2 Avaliao da vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem

A vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem avaliada a partir da caracterizao morfodinmica destas unidades, segundo critrios baseados na Ecodinmica de Tricart (1977) que estabelece as seguintes categorias morfodinmicas:

Meios estveis:

- cobertura vegetal densa;

- dissecao moderada; e

- ausncia de manifestaes vulcnicas.

Meios intergrades:

- equilbrio entre as interferncias morfogenticas e pedogenticas.

Meios fortemente instveis:

-condies bioclimticas agressivas, com ocorrncias de variaes fortes e irregulares de ventos e chuvas;

- relevo com vigorosa dissecao;

- presena de solos rasos;

- inexistncia de cobertura vegetal densa;

- plancies e fundos de vales sujeitos a inundaes; e

- geodinmica interna intensa.

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Os critrios desenvolvidos por Crepani et al. (1996), a partir desses princpios, permitiram a criao de um modelo onde se buscou a avaliao, de forma relativa e emprica, do estgio de evoluo morfodinmica das unidades de paisagem, atribuindo valores de estabilidade s categorias morfodinmicas, conforme pode ser visto na Tabela 2.2. Nesta anlise quando predomina a morfognese prevalecem os processos erosivos, modificadores das formas de relevo, e quando predomina a pedognese prevalecem os processos formadores de solos.

TABELA 2.2 Avaliao da Estabilidade das Categorias Morfodinmicas. (Fonte: Crepani et al. 1996).

Categoria morfodinmica Relao Pedognese / Morfognese Valor

Estvel Prevalece a Pedognese 1,0

Intermediria Equilbrio Pedognese / Morfognese 2,0

Instvel Prevalece a Morfognese 3,0

A partir dessa primeira aproximao estes autores procuraram contemplar maior variedade de categorias morfodinmicas de forma a construir uma escala de vulnerabilidade perda de solo para situaes que ocorressem naturalmente.

Desenvolveu-se ento, o modelo mostrado na Tabela 2.3 que estabelece 21 classes de vulnerabilidade perda de solo, distribudas entre as situaes onde h o predomnio dos processos de pedognese (s quais se atribuem valores prximos de 1,0), passando por situaes intermedirias (s quais se atribuem valores ao redor de 2,0) e situaes de predomnio dos processos de morfognese (s quais se atribuem valores prximos de 3,0).

O modelo aplicado aos temas (Geologia, Geomorfologia, Solos, Vegetao/Uso da Terra e Clima) que compem cada unidade de paisagem e estas recebem posteriormente um valor final resultante da mdia aritmtica dos valores individuais de cada tema. Conforme, a equao 2.8, que busca representar empiricamente a posio desta unidade dentro da escala de vulnerabilidade perda de solo:

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V =5

)( CVgSRG ++++ (2.8)

Onde:

V = vulnerabilidade da unidade de paisagem

G = vulnerabilidade para o tema Geologia

R = vulnerabilidade para o tema Geomorfologia

S = vulnerabilidade para o tema Solos

Vg = vulnerabilidade para o tema Vegetao/uso da terra

C = vulnerabilidade para o tema Clima

Dentro desta escala de vulnerabilidade as unidades que apresentam maior estabilidade so representadas por valores mais prximos de 1,0; as unidades de estabilidade intermediria so representadas por valores ao redor de 2,0 enquanto que as unidades de paisagem mais vulnerveis perda de solo apresentam valores mais prximos de 3,0.

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TABELA 2.3 Escala de vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem (Fonte: Crepani et al. 1996).

UNIDADE DE PAISAGEM MDIA

GRAU DE VULNERAB.

GRAU DE SATURAO VERM. VERDE AZUL CORES

U1 3,0 255 0 0

U2 2,9 255 51 0

U3 2,8 VULNERVEL 255 102 0

U4 V 2,7 255 153 0

U5 U 2,6 255 204 0

U6 L 2,5 E MODERADAM. 255 255 0

U7 N 2,4 S VULNERVEL 204 255 0

U8 E 2,3 T 153 255 0

U9 R 2,2 A 102 255 0

U10 A 2,1 B MEDIANAM. 51 255 0

U11 B 2,0 I ESTVEL/ 0 255 0

U12 I 1,9 L VULNERVEL 0 255 51

U13 L 1,8 I 0 255 102

U14 I 1,7 D 0 255 153

U15 D 1,6 A MODERADAM. 0 255 204

U16 A 1,5 D ESTVEL 0 255 255

U17 D 1,4 E 0 204 255

U18 E 1,3 0 153 255

U19 1,2 0 102 255

U20 1,1 ESTVEL 0 51 255

U21 1,0 0 0 255

A atribuio de valores de vulnerabilidade perda de solo para as classes de cada tema que compe uma unidade de paisagem procura obedecer a uma lgica diretamente relacionada com as caractersticas destes temas. Embora esses valores sejam relativos e empricos procura-se representar atravs deles o comportamento esperado para cada um dos temas frente aos processos naturais da denudao, conjunto de processos que agem na remoo do solo e conseqente abaixamento de uma superfcie elevada pela interao de processos intempricos e erosivos.

A denudao a responsvel pelo arrasamento das formas de relevo da superfcie terrestre, sendo a gua, seu principal agente e responsvel direta pela perda de solo.

Toda gua que cai na forma de chuva ou neve, sobre 29% da superfcie terrestre ocupada pelos continentes, tende a mover-se para baixo, pela ao da gravidade, de volta ao oceano de onde veio na forma de vapor. Toda gota de chuva que atinge o solo possui energia potencial proporcional ao produto de sua massa e altitude acima do nvel do mar do seu ponto de queda e tende a transform-la em energia cintica.

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A abundncia de gua na superfcie da Terra quem converte energia solar em trabalho mecnico. A gua em seu curso irreversvel para o mar sobre a superfcie terrestre o agente dominante de alterao da paisagem, so os rios que realizam a grande maioria do trabalho de transporte dos detritos do continente para o oceano.

A Tabela 2.4 mostra as caractersticas observadas para avaliar a vulnerabilidade perda de solo e atribuir valores para cada classe de cada tema que compe as unidades de paisagem.

TABELA 2.4 Caractersticas observadas para avaliar a vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem (Fonte: Crepani et al, 2001).

TEMAS CARACTERSTICAS Geologia Histria da evoluo Geolgica.

Grau de coeso da rocha. Geomorfologia Amplitude altimtrica.

Grau de dissecao. Declividade.

Pedologia Maturidade do solo. Fitogeografia Densidade da cobertura vegetal. Clima Intensidade Pluviomtrica (pluviosidade anual/ durao

do perodo chuvoso).

2.6.3 Mapa de vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem

Para avaliar a vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem, resultantes da reinterpretao dos dados temticos sobre as imagens orbitais, cada tema transformado em um Plano de Informao no banco de dados, contendo um mapa no formato vetorial ou matricial. cada classe de cada tema so associados valores, que indicam o seu grau de vulnerabilidade perda de solo, atribudos conforme discutido no item 2.6.2. Estes valores podem ser encontrados nas tabelas do Captulo 4.

Uma vez atribudos valores para todas as classes, de todos mapas temticos reinterpretados sobre as imagens de satlite, feita a integrao destes mapas via lgebra de Mapas (Barbosa, 1997) em SIG, para que seja gerado o mapa de vulnerabilidade perda de solo das unidades de paisagem. Esta integrao feita percorrendo-se 3 etapas:

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- Para que as classes referentes aos mapas temticos possam conter os valores d