1. MAPEAMENTO DIGITAL E MONITORAMENTO DAS REAS DE MANGUES DO LITORAL FLUMINENSE, ATRAVS DE TECNOLOGIAS DIGITAIS DEGEOPROCESSAMENTO E ANLISE ESPACIALGilberto Pessanha Ribeiro, BMT Consultoria e Agronegcios Ltda.; UERJ/Faculdade deEngenharia; UFF/Instituto de Geocincias - gilberto.pessanha@gmail.com Artur Willcox dos Santos, UFF/Instituto de Geocincias - arturwillcox@gmail.comBruno Garbro Pinna, UERJ/Faculdade de Engenharia - garberopinna@gmail.com Andr Lck de Araujo, Globalgeo Geotecnologias - andre@globalgeo.com.br Alexsandra Horta, Globalgeo Geotecnologias - alexsandra@globalgeo.com.br Lucas Camargos, Globalgeo Geotecnologias - lucas@globalgeo.com.brMarcelo Moraes, Globalgeo Geotecnologias - marcelo@globalgeo.com.br ResumoO mapeamento dos mangues do litoral fluminense foi executado recentemente, de norte para sul,com suporte de imagens sensoriais LANDSAT para as pocas de agosto e setembro de 2010,envolvendo sete cenas distribudas e contendo parte expressiva da zona costeira do estado do Riode Janeiro. Estudos revelaram que as bandas visveis do LANDSAT, em conjunto com as bandasda faixa do infravermelho (RGB543), proporcionam a identificao de fragmentos de vegetaode mangue, na desembocadura de rios e em lagunas costeiras, com mais evidncia. Esforoconcentrado est sendo aplicado nessa atividade uma vez que o conhecimento da ocorrncia davegetao remanescente de mangue pode ser usado em estudos de mudanas climticas,analisando cenrios em ocasies de vero e inverno, nos ltimos anos. As funcionalidades dossistemas SPRING e PCI esto sendo exploradas na obteno de segmentaes e classificaescom o propsito de gerao de mapas indicativos de mangues, sua localizao, distribuio eextenso, tambm com ortofotografias do ano de 2006. Unidades de conservao e reascosteiras ocupadas pelo homem co-existem, e nos ambientes litorneos h processos naturais emcurso, promovidos pela ao de ventos, ondas, mars, e correntes que alteram as condiesfsicas, biolgicas e qumicas da gua, que, por sua vez, refletem sobre a vegetao de mangues.Tal mapeamento proporcionar a localizao precisa dos mangues hoje e determinar diretrizesque possibilitem o monitoramento contnuo da sua distribuio nos ambientes costeiros para osprximos anos.

2. AbstractThe mapping of mangroves of Rio de Janeiro state coastal was executed recently, from North toSouth, with image support for LANDSAT sensory times of August and September 2010,involving seven scenes distributed and expressive containing part of the coastal zone of Rio deJaneiro State. Studies revealed that the bands visible from LANDSAT, together with the bandstrack infrared (RGB543) provide identification of fragments of mangrove vegetation, at themouth of rivers and in coastal lagoons, with more evidence. Concentrated effort is being appliedin activity since the knowledge of the occurrence of the remaining mangrove vegetation can beused in studies of climate change, analyzing scenarios on occasions of summer and winter, inrecent years. The features of systems SPRING and PCI are being exploited in achieving targetsand classifications for the purpose of generation of maps indicative of mangroves, its location,distribution and extension, also with orthophotographs of the year 2006. Conservation andcoastal areas occupied by humans co-exist, and coastal environments are ongoing naturalprocesses, promoted by the action of winds, waves, tides, and currents that alter the physical,biological, and chemical properties of water, which in turn reflect on mangrove vegetation. Suchmapping will provide the precise location of mangroves today and determine guidelines thatpermit continuous monitoring of its distribution in coastal environments for years.INTRODUOHistoricamente ouve-se sobre a necessidade de se conhecer a distribuio e o estado dos manguesno litoral fluminense. Esforos foram concentrados a partir de 2010, com o apoio fundamental daFAPERJ, por meio do Edital 04/2010, no sentido de mapear o litoral com tecnologias digitais degeoprocessamento. Demandas por parte de universidades e rgos ambientais do governo federal eestadual garantem que a vegetao remanescente de mangue representa indicador importante debiodiversidade envolvendo a vida flvio-marinha com relao prioritria na conservao deespcies de organismos, e no desenvolvimento de atividades econmicas extrativistas sustentveisde pesca predominantemente artesanal. Diante da relevante marca dos manguezais representaremalimento o ano inteiro, desde a ocupao pr-histrica do litoral, esses ambientes hoje possuem nacosta indicadores que tm respondido de forma expressiva s mudanas do clima. Mapear osmangues e conhecer como os condicionantes astronmicos, atmosfricos, oceanogrficos emetereolgicos atuam na zona costeira do estado do Rio de Janeiro torna-se imperativo edeterminante de estudos de ganhos e perdas para o homem e para a natureza, na busca de entender a 3. "equao" do equilbrio terico dos recursos diante das necessidades humanas, e como essa relaotem feito uso de geotecnologias na potencializao das anlises espaciais. Desta forma, e nessecontexto, sero apresentados resultados preliminares do mapeamento digital proposto, com foco emarcabouo metodolgico consolidado pelos autores, e que tem permitido a obteno de resultadosinditos e com o rigor cartogrfico exigido em mapeamentos dessa natureza.METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTOPara controle e monitoramento de aspectos do ambiente fsico, a serem posteriormente agregados sanlises espaciais, foi desenvolvido um prottipo de um SIG que desse conta tambm de aspectosda vegetao de mangue, sua diferenciao, por mtodos radiomtricos, das vegetaes de MataAtlntica e de restinga, servindo de ferramenta tecnolgica aos gestores pblicos, e tambm aospesquisadores em estudos ecolgicos.Figura 1: Diagrama indicativo de etapas e fases para desenvolvimento do SIG.A validao do processo de produo dos mapas temticos no ambiente SIG contou com a anlisecriteriosa do georreferenciamento de imagens LANDSAT para as pocas de agosto e de setembrode 2010, e posterior gerao de mosaico, onde houve suporte de bases vetoriais consolidadas porinstituies nacionais e estaduais.Todo mapeamento digital foi executado com base no sistema de coordenadas UTM (fuso 24, commeridiano central de longitude de 45o W) e no sistema geodsico South American Datum SAD-69. 4. Foram gerados documentos cartogrficos por meio dos sistemas computacionais especializadosGlobalMapper e ArcGIS.RESULTADOSA partir da validao dos dados cartogrficos, e do processo de modelagem dos dados de apoio,foram produzidos mapas e cartas com a apresentao e indicao de aspectos de cobertura da Terra.Figura 2: Mapa indicativo da malha municipal de 2007 do estado do Rio de Janeiro e reaslitorneas de interesse (mosaico LANDSAT).A partir da malha municipal do estado do Rio de Janeiro do ano de 2007 (IBGE) produziu-se omapa acima (Figura 3) com destaque na zona costeira indicativa da rea principal de estudos.Segundo o Instituto do Ambiente (Governo do Estado do Rio de Janeiro), as bacias hidrogrficaspossuem a seguinte diviso:SETORES COSTEIROS E MUNICPIOS ENVOLVIDOS:Setor 1: Litoral Sul: Paraty, Angra dos Reis, Mangaratiba, Itagua, Seropdica, Queimados, Japeri.Setor 2: Litoral da Baa de Guanabara: Rio de Janeiro, Nova Iguau, B. Roxo, S. J. de Meriti,Nilpolis, Duque de Caxias, Mag, Guapimirim, S. Gonalo, Itabora, Niteri, Maric.Setor 3: Litoral da Regio dos Lagos: Saquarema, Araruama, Iguaba Grande, S. Pedro dAldeia,Arraial do Cabo, Cabo Frio, Bzios, Casimiro de Abreu, Rio das Ostras. 5. Setor 4: Litoral Norte - Fluminense: Maca, Carapebus, Quissam, Campos, So Joo da Barra, SoFrancisco do Itabapoana.Est ser feito o mapeamento dos mangues localizados nas bacias hidrogrficas, especificamentecom ocorrncias esperadas nas desembocaduras de seus rios e de canais de comunicao de lagunasno litoral fluminense, a saber (BACIAS HIDROGRFICAS E RIOS FLUMINENSES - EDUCARPARA PROTEGER, Projeto PLANGUA SEMADS / GTZ, 2001): Bacia Hidrogrfica da Baa deGuanabara; Bacia Hidrogrfica da Baixada de Jacarepagu; Bacia Hidrogrfica das Lagoas dePiratininga e Itaipu; Bacia Hidrogrfica do Sistema Lagunar de Maric; Microbacias da Restinga deMarambaia; Microbacias Insulares da Baa de Sepetiba; Microbacias Hidrogrficas Insulares daBaa de Ilha Grande; Bacia Hidrogrfica do Rio So Joo; Bacia Hidrogrfica do Rio das Ostras;Bacia Hidrogrfica do Rio Una; Bacia Hidrogrfica da Lagoa de Araruama; Bacia Hidrogrfica daLagoa de Saquarema; Bacia Hidrogrfica da Lagoa de Jacon; Microbacias das Pequenas e MdiasLagoas da Restinga de Massambaba; Microbacias das Pequenas Lagoas Litorneas entre Arraial doCabo a Rio das Ostras; Bacia Hidrogrfica da Lagoa de Imboassica; Bacia Hidrogrfica do RioMaca; Bacia Hidrogrfica da Lagoa Feia; Rio Paraba do Sul e Afluentes; Rio Itabapoana eAfluentes.A seguir so apresentados 7 mapas indicativos da hidrografia, extrada do mapeamento do IBGE naescala 1/25.000, do litoral fluminense.Figura 3: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT). 6. Figura 4: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT).Figura 5: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT). 7. Figura 6: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT).Figura 7: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT). 8. Figura 8: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT).Figura 9: Detalhe de rea litornea com ocorrncia de vegetao de mangue obtida na primeira fasede processamento (imagens LANDSAT). 9. Com o propsito de permitir a segmentao das ortofotos, foram elas distribudas em quatro blocos,apresentados nas Figuras a seguir 12, 13, 14 e 15, uma vez que o esforo computacional teve queser equacionado. Utilizou-se mquina com as seguintes especificaes: computador com 8 Gbytesde memria RAM; processador AMD Phenon(tm) II X4 945 3.0 GHz; sistema operacional de64bits.Figura 10: Recorte espacial do setor 1 (bloco 1) (mosaico de ortofotos). 10. Figura 11: Recorte espacial do setor 2 (bloco 2) (mosaico de ortofotos).Figura 12: Recorte espacial do setor 3 (bloco 3) (mosaico de ortofotos).Figura 13: Recorte espacial do setor 4 (bloco 4) (mosaico de ortofotos).Os mosaicos de ortofotos esto sendo processados de forma seqencial, de norte para sul, onde cadasegmentao ter como valores fixos, similaridade 10 e regio de 400 pixels. Os blocos 3 e 4possuem ainda alguns vazios de ortofotos que esto em vias de aquisio, uma vez que trata-se dereas sigilosas (Figura 8). 11. Sabe-se que fotografias areas so materializadas por bandas dentro da estreita faixa do espectroeletromagntico da luz visvel, e que a vegetao de mangue responde melhor com explorao desuas propriedades registrveis tambm na faixa do infravermelho. Tratando-se de extenso zonacosteira fluminense optou-se por experimentar mtodos clssicos de segmentao, tendo como baseos mosaicos de ortofotos, confrontando com dados de campo e de outras fontes, para o caso dobloco 1. A partir dessa experincia inicial, em caso de confuso de temas, por exemplo, MataAtlntica e vegetao de restinga, reservam-se reas para posterior mapeamento com imagens desatlites de alta resoluo, com sensores hiperespectrais.Figura 14: Articulao das ortofotografias na escala 1/25.000 (IBGE).A seguir so apresentados mapas com mais detalhe da hidrografia, tendo como pano de fundo osmosaicos de ortofotos, organizados por setores abrangendo o litoral fluminense. 12. Figura 15: Hidrografia e ortofotos - Setor 1 (norte-fluminense).Figura 16: Hidrografia e ortofotos - Setor 2 (norte-fluminense). 13. Figura 17: Hidrografia e ortofotos - Setor 3 (norte-fluminense).Figura 18: Hidrografia e ortofotos - Setor 4 (norte-fluminense). 14. Figura 19: Hidrografia e ortofotos - Setor 5 (norte-fluminense).Figura 20: Hidrografia e ortofotos - Setor 6 (norte-fluminense). 15. Figura 21: Hidrografia e ortofotos - Setor 7 (baixadas litorneas).Figura 22: Hidrografia e ortofotos - Setor 8 (baixadas litorneas). 16. Figura 23: Hidrografia e ortofotos - Setor 9 (regio metropolitana do Rio de Janeiro).Figura 24: Hidrografia e ortofotos - Setor 10 (sul-fluminense). 17. Figura 25: Hidrografia e ortofotos - Setor 11 (sul-fluminense).Figura 26: Hidrografia e ortofotos - Setor 12 (sul-fluminense). 18. Figura 27: Hidrografia e ortofotos - Setor 13 (sul-fluminense).Figura 28: Hidrografia e ortofotos - Setor 14 (sul-fluminense). 19. As atividades em desenvolvimento so: a. Aquisio de ortofotos restantes dos blocos 3 e 4; b. Execuo da segmentao dos mosaicos das ortofotos que compem o bloco 1 e 2; c. Preparao dos mosaicos das ortofotos dos setores para a segmentao; e d. Execuo de ensaios de aquisio de amostras de ocorrncia de vegetao de mangue em locais na costa onde h registros diretos ou indiretos de sua ocorrncia.As atividades a desenvolver na fase seguinte, segundo o cronograma do projeto, so: a. Segmentao dos blocos 2, 3 e 4; b. Avaliao do desempenho das mquinas (custo computacional) nos processos de segmentao; c. Validao dos processos de segmentao diante de indicadores estatsticos; d. Classificao no supervisionada de cada bloco; e. Classificao supervisionada de cada bloco.CONCLUSESO sistema em desenvolvido e em aperfeioamento possibilitar anlises espaciais complexasvisando identificar fragmentos de remanescentes de vegetao de mangue, localizados no litoral doestado do Rio de Janeiro. O mapeamento preliminar proporcionou uma viso geral, com imagensLANDSAT do ano de 2010, um cenrio de ocorrncias, com a limitao prevista da resoluoespacial de 30m. Com as imagens das ortofotografias areas ser possvel ter um refinamento dessemapeamento, para todo o litoral. O projeto est neste estgio atualmente, especificamente em fasede processamento da segmentao do bloco 1 e contar com descries importantes de Soffiati(2009) na identificao de ocorrncia da vegetao de mangue, na etapa de aquisio amostras. Emseguida ser replicado esse processo aos outros blocos.BIBLIOGRAFIASANDERSON, J. R., HARDY, E. E., ROACH, J T. & WITMER, R. E. Sistema de classificao deuso da Terra e do revestimento do solo para utilizao com dados de sensores remotosSuperintendncia de Recursos Naturais e Meio Ambiente, IBGE, 1979.CRUZ, Z. Q. 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