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Mapeamento da vegetação no Parque Estadual da Ilha do Cardoso

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  • Recebido em: 10/12/2003 HOLOS Environment, v.5 n.1, 2005 - P. Liberado para Publicao em: 12/10/2005 ISSN: 1519-8634

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    ESTUDO ESPACIAL DO GRADIENTE DE VEGETAO DO PARQUE ESTADUAL DA ILHA DO CARDOSO, SP,

    BRASIL

    SPATIAL STUDY OF THE VEGETATION GRADIENT FROM CARDOSO ISLAND STATE PARK, SP, BRAZIL

    Bernardi, J. V. E.1, Landim, P.M.B.2, Barreto, C.L.3; Monteiro, R.C.4

    1Universidade Federal de Rondnia/Porto Velho, RO, e-mail: [email protected]

    2, 4Universidade Estadual Paulista/Rio Claro, SP. 3Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renovveis/IBAMA-

    FLONA, Humait, AM.

    RESUMO

    O enfoque deste trabalho a utilizao de tcnicas de sensoriamento remoto na obteno de um mapa temtico da vegetao, em escala do Parque Estadual da Ilha do Cardoso, situado no litoral sul paulista, com vistas a um estudo espacial dos tipos de vegetao presentes e sua distribuio em rea. A partir da anlise conjunta do mapa temtico com os tipos de vegetao, das composies coloridas e do ndice de vegetao por diferena normalizada (IVDN), pode-se concluir que os tipos de vegetao existentes encontram-se em um franco estado de sucesso ecolgica com vrios mosaicos desde a plancie costeira at a regio serrana. O gradiente de vegetao encontrado est relacionado com os diferentes tipos de substratos, com limites dos tipos de vegetao coincidentes, indicando uma dependncia pedolgica espacial. Os tipos de vegetao na plancie costeira correspondem pioneira de dunas e restinga de scrub em Neossolos Quatzarnicos Hidromrficos tpicos e vegetao arbrea de restinga em Espodossolos Ferrocrbicos Hidromrficos hsticos. No sop da regio montanhosa, encontra-se floresta pluvial tropical de plancie litornea em Neossolos Flvicos Distrficos tpicos. Para a rea montanhosa ocorre floresta pluvial tropical de encosta em Argilossolos Amarelos Distrficos cmbicos, Argilossolos Vermelho-Amarelos Distrficos abrpticos, Cambissolos Hsticos Distrficos tpicos e vegetao arbustiva em Neossolos Litlicos Hsticos tpicos. Apesar da vegetao de mangue ter sido evidenciada nas imagens digitais, no foi possvel um acompanhamento detalhado de campo. Palavras chaves: Gradiente de vegetao, sensoriamento remoto, modelagem tri-dimensional, Ilha do Cardoso.

  • Recebido em: 10/12/2003 HOLOS Environment, v.5 n.1, 2005 - P. Liberado para Publicao em: 12/10/2005 ISSN: 1519-8634

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    ABSTRACT

    The focus of this work is the application of remote sensing techniques to thematic map making of the Cardoso Island State Park, located in the southern coast of So Paulo State, regarding a spatial study of vegetation types. It can be concluded, from the thematic map, color compositions and NDVI (normalized difference of vegetation index), that the existent vegetation types are in a ecological sequence with several mosaics from the coastal plain to the mountainous area. The vegetation gradient found is related with the different substratum types indicating pedological space dependence. In the coastal plain the corresponding vegetation are pioneering in dunes and scrub sandbank over typical Neossolos Quatzarnicos Hidromrficos and sandbank arboreal vegetation over Espodossolos Ferrocrbicos Hidromrficos. In the foothill area the vegetation is tropical pluvial forest of coastal plain over typical Neossolos Flvicos Distrficos. For the mountain area occurs tropical pluvial forest of hillside over Argilossolos Amarelos Distrficos Cmbicos, Argilossolos Vermelho-Amarelos Distrficos Abrpticos and typical Cambissolos Hsticos Distrficos and shrubby vegetation in typical Neossolos Litlicos Hstico. In spite of the swamp vegetation evidenced in the digital images, it was not possible a detailed checking in field works.

    Key-words: Vegetation gradient, remote sensing, 3D modelling, Cardoso Island.

    1. INTRODUO

    O enfoque principal deste trabalho a utilizao de tcnicas de sensoriamento remoto na obteno de um mapa temtico da vegetao do Parque Estadual da Ilha do Cardoso, situado no litoral sul paulista, com vistas a um estudo espacial dos tipos de vegetao presentes na rea. Bernardi (2001) estudou quantitativamente a estrutura da vegetao do Parque e apresentam em seu trabalho detalhes sobre a rea.

    O estudo espacial em trs dimenses permite a visualizao e a interpretao mais acurada de caractersticas do terreno e a construo de Modelos Digitais de Elevao (MDE), a partir de dados altimtricos. Estas superfcies tridimensionais geradas reproduzem caractersticas do relevo possibilitando maior clareza respectiva percepo geomorfolgica. Desse modo a integrao dos MDE a outras informaes, tais como mapas temticos elaborados a partir de imagens de sensoriamento remoto, oferece melhores possibilidades de a avaliao de influncias recprocas.

    A vegetao o primeiro alvo a interagir com a radiao eletromagntica, exibindo um comportamento espectral caracterstico facilitando, desse modo, a sua identificao. As reflectncias das coberturas vegetais, segundo Goyot (1995), depende das propriedades pticas das plantas e do arranjo destas no espao. Estudos

  • Recebido em: 10/12/2003 HOLOS Environment, v.5 n.1, 2005 - P. Liberado para Publicao em: 12/10/2005 ISSN: 1519-8634

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    feitos por Campbell (1987) mostraram que os vrios tipos de comunidades vegetais respondem de forma diferente quanto s suas reflectncias.

    Assim, a aplicao de tcnicas de sensoriamento remoto permite identificar nitidamente a diferena de textura e de estrutura da vegetao como rvores, arbustos e herbceos. Para interpretar dados de sensoriamento remoto de dossis de florestas necessrio, portanto, o conhecimento dos fatores que afetam suas propriedades ticas, que podem ser externos ou internos ao dossel (GOEL, 1988; GOYOT et al.1989). Estes autores citam os seguintes fatores externos como sendo os mais importantes: ngulos azimutais e zenitais de iluminao da cena; tamanho da rea imageada e ngulo de visada do sensor; condies atmosfricas. Entre os fatores internos mencionam a arquitetura do dossel e as propriedades espectrais da superfcie do terreno.

    A classificao de imagens multiespectrais de sensoriamento remoto associa cada pixel da imagem a um rtulo, descrevendo um objeto real (vegetao, solo, etc.). Dessa forma, os valores numricos (VNs) associados a cada pixel, definidos pela reflectncia dos materiais que compem esse pixel, so identificados em termos de um tipo de cobertura da superfcie terrestre obtido pela imagem (gua, tipos de vegetao, de solo, de rocha, etc.), chamadas ento de tema (CRSTA, 1993). Quando esse tipo de operao efetuado para todos os pixels de uma determinada rea, o resultado um mapa temtico, mostrando a distribuio geogrfica de um tema, como vegetao ou solo. Neste caso, denota-se que, uma imagem de sensoriamento remoto classificada uma forma de mapa temtico digital. Deve ser enfatizado, porm, que a utilizao da classificao supervisionada implica que o usurio conhea parte da rea a ser classificada, antes de iniciar o processo de classificao. Este conhecimento especfico chama-se verdade terrestre e quando uma rea identificada pelo usurio, representando uma classe, denomina-se rea de treinamento. Os valores numricos (VNs) dos pixels do conjunto de treinamento em cada uma das bandas espectrais so ento comparados com os VNs de cada pixel da imagem, decidindo qual classe estes pertencem.

    ndices de vegetao (IV) so medidas quantitativas, relacionadas aos valores digitais, que indicam a biomassa ou o vigor vegetativo das plantas (CAMPBELL, 1987). So obtidos a partir de medidas radiomtricas de vegetao, utilizadas para avaliar variaes temporais e espaciais de dados biofsicos. A base fsica para obteno dos ndices de vegetao est relacionada absoro pela clorofila da planta, da poro de radiao eletromagntica na regio espectral do vermelho e ao espalhamento pelas folhas das plantas da radiao na regio espectral do infravermelho prximo. Desta forma, cada banda um indicador do total de vegetao presente em uma rea, porm contribuies do solo e da atmosfera fazem com que ocorra uma incerteza na estimativa dos parmetros biofsicos da vegetao (LIU e HUETE, 1995). Os ndices de vegetao podem ser calculados a partir de dados de sada de voltagem, valores de radincia, valores de reflectncia e nmeros digitais de imagens de satlites, sendo todos corretos, mas cada um produzir um valor diferente do ndice de vegetao para as mesmas condies de superfcie (XAVIER, 1998).

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    O ndice de vegetao proposto por Tucker (1979), denominado de ndice de vegetao de diferena normalizada (NDVI ou IVDN), mede o vigor e abundncia da vegetao. Este ndice avaliado pelas medidas de reflectncia na faixa espectral do verde e do vermelho (G/R) ou infravermelho prximo e vermelho (IR/R) que mais funcional (CAMPBELL, 1987). OS Ivs tm grande aplicabilidade na separao de diferentes tipos de vegetao por sensoriamento remoto e muitos autores tm se utilizado desta tcnica, o que a torna mais confivel. Porm, para que estes ndices sejam interpretados com preciso so necessrios o conhecimento de campo e a experincia no tratamento e interpretao das imagens.

    No presente trabalho so enfatizadas as tcnicas aplicadas para a obteno de um mapa de vegetao do Parque Estadual da Ilha do Cardoso e os resultados obtidos em termos de identificao dos diferentes tipos de vegetao existentes na Ilha. So discutidas tambm, as relaes espaciais entre os tipos de vegetao identificados e os demais componentes fisiogrficos (solos, relevo e rochas).

    2. DESCRIO DA REA DE ESTUDO

    O Parque Estadual da Ilha do Cardoso (PEIC), administrado pelo Instituto Florestal da Secretria do Meio Ambiente do Estado de So Paulo, localiza-se no litoral sul do Estado de So Paulo na divisa com o Estado do Paran, abrangendo uma rea aproximada de 151km2, situando-se entre as coordenadas 48o0542 W, 25o0305 S e 48o5348 W, 25o1818 S, separado do continente pelo canal de Trapand. A localizao e vias de acesso ao Parque tm como referncia os municpios de Canania e de Ilha Comprida (Figura 1).

    Figura 1 - Localizao do Parque Estadual da Ilha do Cardoso (modificado de WEBER, 1998).

    A topografia da Ilha predominantemente montanhosa, com a parte central dominada por elevaes acima de 814m. O clima megatrmico supermido, sem

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    estao seca definida e com nvel de precipitao anual de 3.000mm (FUNARI et al., 1987). 2.1. Caracterizao geolgica

    A geologia da ilha do Cardoso constituda principalmente por um complexo gneo alcalino caracterizado, por Weber (1998), como Sienito Trs Irmos (STI) aflorante na poro central da ilha, ocupando sua maior parte, e Granito Cambri (GC) na poro leste da Ilha. As litologias encontradas so quartzo-monzonito, quartzo-sienito, monzonito, sienito sienogranito e monzogranito, os quais em geral, apresentam estruturas fluidal e xenomrfica.

    Na poro setentrional encontra-se uma faixa de rochas metas sedimentares fcies xisto verde correlacionadas por Weber (1998) s rochas da Formao Rio das Cobras. Essas rochas metassedimentares do sub-domnio Iguape, anteriormente correlacionados seqncia Turvo-Cajat, so chamadas Metassedimentos Iguape. Ocorrem tambm na Ilha, rochas cenozicas da Formao Canania, representadas por arenito grosso, mal selecionado com estratificaes cruzadas intensamente bioperturbadas, com bandas ricas em minerais pesados. Em geral as pores marginais norte, leste e sul da ilha, so cobertas por sedimentos quaternrios de baixos terraos marinhos, flvio-lagunares e mangues.

    2.2. Caracterizao Geomorfolgica

    A Ilha do Cardoso apresenta basicamente cinco compartimentos geomorfolgicos distintos, distribudos em trs domnios geomorfolgicos, relacionados diretamente com os tipos litolgicos (WEBER,1998; KARMANN et al., 1999).

    No primeiro domnio o compartimento montanhoso, desenvolvido em rochas sienito-monzonticas, formando topos angulosos com vertentes retilneo-convexas, ocupando uma rea de 68km2, estendendo-se da regio oriental at o oceano a leste, formando costes rochosos, onde ocorrem terraos de abraso marinha alm de grandes mataces, conforme descrito por Petri e Fulfaro (1970). As cristas elevadas podem atingir cotas altimtricas superiores a 814m. A rede de drenagem muito densa e encaixada no conjunto de fraturas de direo preferencial NE-SW, NW-SE e W-E, em calhas retilneas e com alto gradiente de inclinao em torno de 86o a praticamente 90o formando diversas cachoeiras, com quedas superiores a 40m.

    O segundo domnio representado principalmente pelo compartimento de morros baixos arredondados, com inclinao mdia aproximada de 45o a 60o, associado s rochas metamrficas da ilha. As vertentes destes morros so cncavas e sua rede de drenagem obedece ao fraturamento com as mesmas direes do primeiro compartimento. Este compartimento ocupa uma parte da poro setentrional da Ilha, com afloramentos de rochas metamrficas de baixo grau representadas por metarritmitos, xistos e filitos, intercalados por lentes de quartzitos.

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    O terceiro domnio representado pela plancie costeira, que pode ser subdividido em trs compartimentos: reas de mangue; praias; e cordes arenosos. As reas de mangue ficam localizadas a oeste da Ilha, entre os canais fluviais e a plancie de mar. As praias geralmente so recortadas por costes rochosos do domnio montanhoso, e localizam-se a leste e sudeste da rea. Os cordes litorneos quartzo-arenosos formam localmente pequenas dunas por ao do retrabalhamento elico, no sul da ilha, destacando-se a formao de uma restinga arenosa com extenso aproximada de 18km por 500m de largura, com altitudes em torno de 3 a 10m. A drenagem da plancie costeira de baixo gradiente, com canais meandrantes e localmente entrelaados por influncia da mar.

    2.3. Caracterizao Pedolgica

    Adotando a classificao proposta pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria - EMBRAPA (1999), so reconhecidas na Ilha 7 unidades taxonmicas: Cambissolos Hsticos Distrficos tpicos, encontrados acima da cota topogrfica de 500 metros com profundidades variando entre 50 a 80 centmetros; Argilossolos Amarelos Distrficos cmbicos encontrados na regio serrana acima da cota topogrfica de 350 metros e com profundidades superiores a 2 metros para o horizonte B; Argissolos Vermelho-Amarelos Distrficos abrpticos encontrados nos morros associados aos metarritimitos e com profundidade superior a 2,5 metros para o horizonte B; Espodossolos Ferrocrbicos Hidromrficos hsticos encontrados na plancie costeira onde se localiza a Floresta Pluvial Tropical da Plancie Costeira, cujo horizonte orgnico ultrapassa em mdia 25 centmetros de profundidade; Neossolos Flvicos Distrficos tpicos, encontrados nos sops dos morros associados aos metarritimitos; Neossolos Quartzarnicos Hidromrficos tpicos, encontrados nas proximidades das regies de Dunas na plancie costeira; e Neossolos Litlicos Hsticos tpicos encontrados, nas regies escarpadas associadas ocorrncia de afloramentos rochosos da regio serrana. Ocorrem ainda duas classes, mangue e duna, que podem ser consideradas como depsitos sedimentares no pedogeneizados.

    2.4. Caracterizao da Vegetao

    Os dados florsticos disponveis para a Ilha do Cardoso so bastante escassos, ainda hoje, apesar do nmero relativamente grande de trabalhos que vm sendo desenvolvidos em locais especficos, prximos a Base do Parque Estadual. No entanto, importante salientar, a valiosa contribuio do grupo de pesquisadores do Instituto de Botnica e do Instituto Florestal, pelos estudos efetuados das famlias vegetais fanerogmicas, que ocorrem nas diversas formaes vegetais presentes na Ilha. As listas de espcies publicadas pelos dois Institutos contriburam para a identificao das fisiografias da vegetao e de sua distribuio, durante a confeco do mapa temtico dos tipos de vegetao realizado no presente estudo.

    Na Ilha so identificados sete tipos de vegetao descritos, a seguir, a partir da linha de praia at os topos da regio montanhosa.

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    2.4.1. Vegetao Pioneira de Dunas A vegetao que fixa as elevaes de areias nas praias litorneas brasileiras

    tem sido geralmente denominada vegetao pioneira de dunas. Na Ilha do Cardoso esta formao florestal distribui-se principalmente a nordeste, nas praias entre a Barra de Canania e a Ponta do Itacuru, e a sul-sudeste, entre a Vila de Maruj e a Barra do Ararapira (NOFFS e BAPTISTA-NOFFS, 1982). Barros et al.(1991) as classifica como plantas psamfitas e halfitas, caracterizando-se por serem estolonferas e rizomatosas. Outra caracterstica presente nestas plantas refere-se ao sistema radicular extenso. Estas espcies pioneiras suportam condies extremas resistentes de insolao e salinidade, sendo bem adaptadas a estas condies. Afastando-se da linha de praia, a vegetao torna-se mais densa e diversificada em conseqncia da diminuio da salinidade e maior consolidao do substrato. Entre as espcies mais significativas destacam-se Spartina ciliata (Graminia), Iponea pes-caprea (Convolvulaceae), Hydrocotyle bonariensis (Umbelliferae), Acicarpha spathulata (Calyceraceae), Diodia teres e Diodia radula (Rubiaceae).

    2.4.2. Vegetao de Restinga

    A vegetao de restinga cobre a maior parte da plancie arenosa da Ilha do Cardoso, principalmente a regio norte-nordeste (Restinga do Pereirinha) e tambm a poro sul-sudeste. Apresenta-se como um complexo de diferentes comunidades vegetais que se interpenetram (DE GRANDE e LOPES, 1981).

    A Restinga do Pereirinha caracterizada por uma vegetao predominantemente florestal, que inclui desde formaes arbreas bastante abertas e baixas, com 4-5m de altura, at formaes arbreas fechadas, sombreadas no interior, com mais de 15m de altura, onde a camada de hmus e serrapilheira bastante espessa. Barros et al. (1991), descreveram uma formao mais arbustiva na poro baixa do ps-praia dominada por Dalbergia ecastaphyllum, Sophora tomentosa e Tibouchina holosericea. Trata-se de uma vegetao baixa (1,0 a 1,5 m de altura) com indivduos espaados ou no entre si, sobre um substrato arenoso. Este tipo de vegetao de restinga pode ser denominado de scrub ou arbustiva.

    As reas de restinga mais aberta so bem iluminadas no interior apresentando rvores com altura mdia de 5 metros, bem ramificadas a partir da base, o que proporciona um estrato herbceo bastante conspcuo, onde predominam pteridfitas e algumas bromlias. O solo arenoso, com fina camada de hmus (2cm), e sua drenagem geralmente mais lenta, devido baixa declividade, principalmente no vero onde permanece por longo tempo encharcado. J na rea de restinga com vegetao de floresta mais fechada, observa-se a presena de rvores mais altas, com altura mdia de 9 metros, chegando por vezes ao intervalo 12-15 metros. O dossel mais contnuo em relao restinga aberta, existindo maior quantidade de epfitas (bromeliceas, orquidceas e gesnericeas), e com estrato herbceo predominantemente constitudo de bromeliceas e orqudeas.

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    Na Vegetao de Restinga a famlia Myrtaceae a que apresenta maior nmero de espcies onde se destacam: Myrcia bicarinata, Eugenia umbelliflora, entre outras. Entretanto, as famlias Guttiferae, Bromeliaceae e Ericaceae so tambm representativas. A famlia Bromeliaceae ocorre tanto nas reas mais abertas, como nas reas mais sombreadas onde o dossel apresenta-se contnuo. J as famlias Guttiferae e Ericaceae apresentam-se principalmente nas reas mais abertas, sendo que na famlia Guttiferae a presena de Clusia criuva, sobressai na fisionomia da rea como uma das espcies mais importantes na comunidade vegetal.

    As caractersticas fisionmicas da comunidade que compe a vegetao de restinga esto relacionadas com as condies ambientais da rea, notadamente as edficas. As condies limitantes do solo refletem-se na vegetao, que apresenta escleromorfismo, nanismo e sistema radicular superficial. O componente arbreo apresenta pequena complexidade estrutural e diversidade especfica baixa, com um nmero pequeno de espcies representado por muitos indivduos (Figura 2).

    Figura 2 Vegetao de Restinga Arbrea. (foto - J.V.E.Bernardi)

    2.4.3. Floresta Pluvial Tropical da Plancie Litornea A Floresta Pluvial Tropical da Plancie Litornea um tipo de formao

    florestal relacionado a uma vegetao intermediria em termos fisionmicos, condicionada pelo estgio de desenvolvimento do solo. Ocorre em uma zona de transio restinga-floresta e apresenta a vegetao arbrea composta por espcies tpicas, tanto da restinga como da floresta de encosta.

    De Grande e Lopes, (1981) assinalam que a transio da restinga para a floresta gradativa e caracterizada pelo desaparecimento da vegetao de cobertura do solo, ao mesmo tempo em que a camada de serrapilheira torna-se mais espessa e h uma regresso das caractersticas xerofticas.

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    A Floresta de Plancie composta de dois estratos arbreos mais ou menos contnuos, com dossel fechado, grande quantidade de epfitas e lianas e estrato arbustivo-herbceo denso.

    Nas faixas de transio freqente a presena de Podocarpus sellowii e Clletha scabra. No estrato arbustivo e arbreo pode-se encontrar Heliconia velloziana e Calathea longibracteata. O estrato arbreo superior pode atingir at 20 metros.

    2.4.4. Floresta Pluvial Tropical de Encosta

    A Floresta Pluvial Tropical de encosta, segundo Camargo et al. (1972) constitudo de por trs estratos: o superior com 25-30 metros de altura, o mdio com 10-12 metros e o inferior (sub-bosque), com menos de 2 metros.

    Estudos realizados por Melo e Mantovani (1994) indicam a ocorrncia de trs estratos arbreos mais ou menos contnuos: o inferior com 5-10 metros de altura, o mdio com 15-21 metros, e o superior com 24-28 metros. Alm desses, trs estratos, ocorrem rvores emergentes com mais de 30 metros e um estrato arbustivo-herbceo de porte baixo. O Schizolobium parahyba, Macherium nictitans, Cariniana estrellensis e Virola oleifera so algumas das espcies emergentes. No estrato superior (dossel) ocorrem com freqncia, Cryptocaria moschata, Rapanea umbellata, Casearia obliqua e Sloanea guianensis. No estrato mdio aparecem, por exemplo, Gomidesia spectabilis, Cabralea canjerana e Ilex theezans. O estrato inferior constitudo por arvoredos representados principalmente por Rudgea jasminioides e Psychotria nuda. Na Floresta de Encosta a presena de Euterpe edulis freqente e chega em alguns pontos a representar cerca de 20% dos indivduos identificados em estudos fitossociolgicos (MELO e MANTOVANI, 1994).

    Na rea de estudo, a Floresta Pluvial Tropical (Figura 3) cobre as encostas e topos mais baixos do macio montanhoso central bem como os morros isolados, sendo a formao vegetal que ocupa a maior extenso da Ilha, cerca de 74% da rea total (MELO e MANTOVANI, 1994). De acordo com Giulietti et al. (1983) no ocorre uma uniformidade na cobertura florestal do macio montanhoso central da Ilha. Esta variao na composio das espcies e na estrutura da cobertura florestal das encostas devida s variaes de umidade, dos tipos de solo e, em especial, variao na temperatura, ao longo do gradiente de altitude.

    A formao de floresta de encosta caracterizada por apresentar variaes estruturais muito grandes, pois este tipo de vegetao pode ser dependente de vrios fatores como a cota de altitude em que se encontram, relacionadas temperatura, os tipos de solos; a umidade vinda do oceano. A declividade do terreno no permite que o dossel filtre completamente a luz solar, favorecendo a presena de muitas epfitas e espcies caractersticas do estrato sub-bosque (MANTOVANI et. al., 1990).

    A floresta no muito densa, sendo formada por indivduos de diferentes classes de altura e dimetro. O componente arbustivo-herbceo no denso e o nmero de epfitos vascular elevado. A distribuio vertical das alturas das copas

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    das rvores contnua, com maior densidade at 10m, que diminui gradativamente at as emergentes que alcanam at 35m.

    Figura 3 Florestal Pluvial Tropical de Encosta (foto J.V.E.Bernardi).

    2.4.5. Formao Arbustiva dos Topos Montanhosos Nos picos dos morros na Ilha ocorrem mudanas na composio florstica e

    fisionmica drstica em relao floresta Pluvial Tropical de Encosta, com diminuio acentuada da altura dos indivduos e no nmero de epfitas. Pode-se observar que algumas espcies ocorrem preferencialmente nos pontos mais altos da encosta como Leandra quinquedentata, Nidularia bilbergioides e Fuchsia regia. O aspecto geral de uma vegetao de regio mais seca, devido aos ventos fortes que diminuem a umidade e por receberem gua somente das chuvas que caem diretamente nessas pores de topo.

    A formao arbrea presente sempre mais baixa, apresentando um estrato inferior bem desenvolvido, as epfitas diminuem consideravelmente e a vegetao herbcea dominante. Ainda, observa-se em locais onde a ao do vento parcialmente interrompida, um maior nmero das espcies que alcanam cerca de 2 metros de altura, composta de elementos florsticos tpicos da restinga.

    2.4.6. Vegetao Secundria A vegetao secundria encontrada na Ilha do Cardoso deve-se principalmente a atividades agrcolas desenvolvidas desde o sculo XVIII. Com a transformao da Ilha, na ltima dcada de 60 sculo XX, em Parque Estadual, ocorreu um abandono das reas de cultivo, desencadeando nestas reas um processo de auto-regenerao e sucesso florestal. Segundo Noffs e Baptista-Noffs (1982) na evoluo sucessional da vegetao secundria existe uma ntida tendncia de aumento no nmero rvores em relao a vegetao de restinga. As espcies Cecropia pachystachia e Senna multijuga so

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    espcies caractersticas destas reas de vegetao secundria. Algumas espcies ligadas s atividades antrpicas, tambm so encontradas como Anacardium occidentalis (cajueiro) e Coffea arbica (cafeeiro). A vegetao secundria pode ser encontrada ainda, em regies de encostas afetadas por deslizamentos. Nessas reas, encontram-se manchas de taquaras, com espcies que atingem at 30m de altura entre as quais se pode citar: Schizolobium parahyba e Euterpe edulis. Este tipo de vegetao atualmente apresenta um alto grau de desenvolvimento e complexidade, o que torna difcil a sua separao em relao s florestas pluviais tropicais tpicas das encostas. 2.4.7. Vegetao de Mangue Na Ilha do Cardoso a vegetao de mangue cobre os sedimentos finos e lodosos da plancie litornea encontrados na foz dos rios e ao longo do canal de Ararapira, constituindo os manguesais. Segundo Schaeffer-Novelli (1987) os mangues da Ilha do Cardoso apresentam padro idntico aos demais mangues da costa brasileira. Em termos ecolgicos, os mangues caracterizam-se pela presena de substrato constitudo por sedimentos no consolidados, permanentemente inundado, pobre em oxignio e rico em matria orgnica. As espcies vegetais adaptadas a essas condies extremas so poucas, e se repetem por todo o litoral brasileiro. Na Ilha so encontradas as espcies Rhizophora mangle (Rhizophoraceae), com suas caractersticas razes escora, Laguncularia racenosa (Combretaceae) e Avicennia schaueriana (Verbenaceae). Nas bordas dos manguezais, por sua vez ocorrem comumente Hibiscos pernambucensis (Malvaceae) e Spartina ciliata (Graminea).

    3. PROCEDIMENTOS E TCNICAS EMPREGADAS

    3.1. Marcao dos pontos de amostragem com auxlio do GPS Para a marcao dos transectos e pontos de coleta de dados, utilizou-se, neste

    trabalho, trs cartas altimtricas para formar o mapa base, imagens de satlite LANDSAT-TM e fotografias areas na escala 1:35.000. As cartas altimtricas adotadas foram: Cartas do Ministrio do Exercto-Departamento de Engenharia e Comunicao Folha Canania (SG-23-V-GI-1 MI-2845/1); Folha Barra do Ararapira (SG-23-V-GI-1 MI-2844/4) e carta do IBGE Folha Ariri (X-D-III-2 MI2844/2), na escala 1:50.000, digitalizada em AutoCAD R14 (AUTODESK, Inc.1997). Devido s distores desta carta tornou-se necessrio nova digitalizao e uma correo no georreferenciamento, feito com auxilio do GPS.

    O Sistema de Posicionamento Global (GPS) um sistema multipropsitos, que permite ao usurio determinar sua posio expressa em latitude, longitude, altura geomtrica ou elipsoidal, velocidade e o tempo em relao a um sistema de referncia definido para qualquer ponto sobre ou prximo da superfcie terrestre. A grande

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    vantagem deste sistema a sua capacidade de integrao com outros sistemas, ressaltando sua integrao com o Sistema de Informao Geogrfica (SIG), capaz de produzir mapas digitais em tempo real com alta preciso.

    O GPS utilizado foi o modelo GARMIM 48, que opera em mdulo diferencial, permitindo assim uma preciso com um erro que pode variar de 1 a 5m. Desta forma, foram medidos dois pontos com marcos testemunhos conhecidos da Marinha Brasileira, sendo o primeiro no Morro do Pereirinha, localizado junto a Base do Parque (marco no 81091) e o segundo no marco do Tratado de Tordesilhas, localizado na Ponta de Itacuru, leste da Ilha. A partir destes dois pontos conhecidos foram realizadas 12 horas de medies para cada ponto com GPS, sendo armazenadas as leituras a cada 30 minutos para as correes. Internamente este GPS possui um sistema de armazenamento que permite ao equipamento armazenar as medidas a cada 15 segundos, fornecendo assim durante os 30 minutos o valor mdio das leituras. Foi usado tambm, de modo auxiliar, um sensor DGPS diferencial, modelo GBR21, consistindo resumidamente em captar sinais do satlite e de uma estao de rdio conhecida (neste caso os sinais de rdio da Ilha da Moela, prxima de Santos). Assim o receptor de GPS fez a correo automaticamente com um erro aproximado de 15 metros e o sensor corrigiu a leitura com um erro que varia de 1 a 5 metros. As comparaes feitas das leituras do GPS corrigidas com as dos marcos permitiram um ajuste em torno de 2 metros para a ponta do Itacuru e 3 metros para o Morro do Pereirinha. Para o restante dos pontos levantados, a preciso mdia foi de 2 metros com um desvio padro mdio de 1,5 metros. 3.2. Obteno de modelo 3D para a rea de estudo.

    Para a confeco da representao do mapa topogrfico tridimensional, a partir de um bidimensional, foi gerado o Modelo Digital de Elevao (MDE), utilizando-se dos seguintes programas: AutoCAD R14, com algumas rotinas no formato LSP; DXF2DAT; SURFER 8; COREL 9.0.(COREL DRAW, 1999). Com o auxlio do programa AutoCAD R14, para a entrada dos dados, digitalizou-se em mesa apropriada as curvas de nvel extradas das cartas topogrficas mencionadas no item anterior. Criou-se, ento, um mapa bidimensional com as cotas de elevao em escala 1:50.000. Com o objetivo de evitar os exageros verticais do MDE, trabalhando-se ainda com o mesmo programa, utilizou-se o comando change para alterar a altitude das cotas altimtricas, dividindo por 1000 o valor de todas as cotas. Os valores das cotas podem tambm ser obtidos pelo uso da rotina topo.lsp.

    Transformou-se o arquivo de extenso dxf em extenso dat com o auxilio do programa DXF2DAT, dentro do ambiente DOS. Com auxlio do programa SURFER gerou-se uma superfcie 3D, tendo sido criada uma malha 3D do mapa topogrfico. Para esta finalidade o primeiro passo foi gerar um arquivo com extenso grd. Para tanto se escolheu o algoritmo Inverso da Distncia ao Quadrado (IQD) como mtodo de interpolao. A partir da, gerou-se um mapa de contorno (isolinhas) da altitude para sobreposio com a superfcie 3D. Com as duas janelas abertas, a da

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    malha grd e a do mapa de contorno, editou-se o overlay para sobreposio e escolha do ngulo de visada.

    Para edio final do modelo 3D resultante, utilizou-se o programa COREL que permitiu a realizao de uma srie de ajustes grficos, alm da possibilidade de retoques com finalidades estticas.

    3.3 Aquisio e tratamento digital das imagens de satlite 3.3.1. Seleo das imagens

    Foi utilizada uma imagem orbital do satlite Landsat 5, rbita 220 e ponto 77, quadrante D, em duas passagens, datadas de 18/07/94 e 08/06/97, adquirida junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), com bandas 1,2,3,4,5,6 e 7, corrigidas radiomtrica e geometricamente em nvel 5.

    3.3.2. Tratamento das imagens

    Como tcnicas de pr-processamento da imagem foram realizadas correes geomtricas, uma vez que o formato tiff no as oferece, e tcnicas de realce pelo emprego de contraste. As distores geomtricas sistemticas, em um Nvel 5 de correo, so realizadas pelo INPE pelo mtodo de Reamostragem pelo Vizinho mais Prximo. J as correes geomtricas no sistemticas, foram corrigidas pelo georreferenciamento da imagem tiff. Para iniciar o tratamento das imagens orbitais, foi necessrio realizar a converso do formato dat, originalmente atribudo pelo INPE, para um formato que possibilitasse interface com os software utilizados no estudo. A utilizao do programa 2LTIFF, fornecido pelo INPE para a converso da imagem ao formato tiff, permitiu a compatibilizao necessria.

    Para o georreferenciamento da imagem foram selecionados alguns pontos de fcil identificao. A seguir obteve-se as coordenadas geogrficas de tais pontos por meio de sua identificao na carta topogrfica correspondente ou no campo. Os pontos coletados em campo (pontos de controle) tiveram suas coordenadas obtidas pelo uso de GPS e foram ento registrados na imagem. Para tanto, se utilizou o mdulo RESAMPLE do programa IDRISI 2.0 (THE IDRISI PROJECT, 1999), depois da converso da imagem para o formato img, no mdulo de importao TIFIDRISI. Foi criado um arquivo de correspondncia entre pontos de coordenadas conhecidas e os respectivos pixels que os representavam na imagem digital.

    3.3.3. Composio colorida e Anlise das Componentes Principais A anlise das componentes principais foi feita com o objetivo de determinar quais bandas apresentariam a maior percentagem de variao para a composio colorida. Para isso, realizou-se o seguinte procedimento: foi gerada uma matriz padronizada de varincias-covarincias no modulo Analysis/Image Processing/Transformations, comando PCA. A partir desta matriz foi realizada a

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    anlise das componentes principais, para posterior escolha das bandas com maior porcentagem de correlao, referente formao da imagem. 3.3.4. Tratamento do realce por contraste

    O realce da imagem foi feito com o objetivo de melhorar o contraste das bandas escolhidas atravs da analise das componentes principais. Para tanto, utilizou-se o software IDRISI, mdulo Analysis/Image Processing/Enhancement, comando Stretch, aplicando a tcnica de contraste Linear com Saturao de 5% para as trs bandas escolhidas, significando um corte de 2,5% de cada lado do histograma dos tons de cinza (0 a 255), permitindo assim a excluso dos tons muito escuros e dos muito claros das bandas.

    3.3.5. ndices de vegetao

    Para evidenciar caractersticas da vegetao foi utilizado o ndice de Vegetao (IV) proposto por Campbell (1987), que o mais utilizado e denominado ndice de vegetao de diferena normalizada (NDVI), conforme a seguinte equao:

    3TM4TM3TM4TM

    REDIRREDIRNDVI +

    =+=

    Onde: IR o comprimento de onda da reflectncia no infravermelho; RED o comprimento no vermelho; TM 3 corresponde banda de freqncia 3 e a TM 4 corresponde banda 4. Outro mtodo utilizado com as imagens para a obteno da densidade de vegetao o de tons de cinza do pixel. Estes tons que apresentam valores 0 a 255 so utilizados para designar a reflectncia que por sua vez indica a densidade de vegetao. O modulo utilizado na obteno do ndice de vegetao foi o Analysis/Image Processing/Restoration, comando NDVI, usando para a composio as bandas 4 e 3. 3.4. Emprego da classificao digital da imagem

    Para a elaborao do mapa temtico da vegetao da Ilha realizou-se a Classificao Supervisionada da imagem orbital. Adotou-se para esta finalidade a composio colorida feita anteriormente aps a correo do contraste.

    A Classificao Supervisionada consiste no processo de se usar amostras de pixels da imagem, de identidade conhecida, com o intuito de classificar os pixels de identidade desconhecida. Uma vez que o trabalho em campo possibilitou o conhecimento da composio da vegetao e sua correlao com a imagem de satlite em grande parte da Ilha, foi possvel realizar a classificao supervisionada. Foram delimitadas na imagem amostras de reas homogneas e de identidade conhecida, chamadas de reas de treinamento. Dentre os diversos classificadores existentes, utilizou-se o mtodo da Mxima Verossimilhana. Este classificador avalia a varincia e a covarincia dos padres de

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    resposta espectral, de cada pixel desconhecido, classificando-o para um padro estabelecido. De acordo com Lillesand e Kiefer (1994), deve-se assumir a distribuio normal dos dados das amostras de treinamento para cada categoria. Assumindo ento esta condio os padres espectrais podem ser descritos pelo vetor de mdias e matriz de covarincia. Desta forma podemos computar a probabilidade estatstica da classe do pixel, estabelecendo a qual classe o pixel deve pertencer, escolhendo para tal a classe de maior probabilidade.

    4. RESULTADOS E DISCUSSES

    A topografia em uma representao tridimensional pode ser visualizada na Figura 4. O Modelo Digital de Elevao gerado adequou-se fielmente s caractersticas geomorfolgicas verificadas em campo. O algoritmo IQD, usado na interpolao da superfcie 3D, apresentou resultados satisfatrios, permitindo separar de forma bem evidente os trs domnios geomorfolgicos da Ilha. O angulo de rotao adotado foi de 23o para oeste, destacando a poro sudeste. O contorno da plancie costeira, em amarelo, em torno da regio montanhosa, em vermelho-alaranjado, mostrou-se fidedigno. As trs interrupes nesse contorno, na rea dos cordes arenosos no sul, podem ser observadas com a mesma disposio representada. Tambm para a rea montanhosa o mtodo mostrou-se acertado, uma vez que no se verificou exagero vertical na representao dos picos dos morros. Alm disso, ficou evidenciado claramente o primeiro compartimento geomorfolgico da Ilha, denominado de domnio montanhoso, desenvolvido em rochas sienito-monzonticas, formando topos angulosos com vertentes retilneo-convexas encaixadas no conjunto de fraturas de direo preferencial NE-SW, NW-SE e W-E de sudeste/noroeste. No ngulo de rotao adotado para a visualizao, destacam-se as vertentes de NW-SE. Observa-se que a rede de drenagem est encaixada no fraturamento e muito densa, formando calhas retilneas com alto gradiente de inclinao. A representao topogrfica em trs dimenses permitiu ainda analisar as reas sombreadas do terreno, onde os pixels correspondentes apresentaram valores numricos digitais (DNs) muito baixos. Os dados de radiao obtidos em campo comprovam que estas vertentes de SE so mais sombreadas e mais midas, quando comparadas com as vertentes de NW/NE.

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    Figura 4 - Superfcie 3D do Parque Estadual da Ilha do Cardoso.

    Para a obteno do mapa temtico resultante da classificao da imagem de sensoriamento remoto, as datas de passagem do satlite (18/07/94 e 08/06/97) foram determinadas pela ausncia de nuvens, pois segundo levantamento do INPE estas eram as nicas datas disponveis sem cobertura de nuvens. Para se determinar as bandas que ofereciam maior nmero de informaes sobre a reflectncia do terreno, foi aplicada a anlise das componentes principais. Esta tcnica ordenou as bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 por ordem de importncia a partir da percentagem de variao dos pixels de cada uma. As componentes principais mostraram que as bandas 4 e 5 foram as mais importantes com cargas 0,9787 e 0,9623 sucessivamente para a primeira componente. Para a segunda componente a banda 3 apresentou a maior carga, da ordem de 0,9067. A primeira componente explica 85,83 % da formao da imagem e a segunda componente explica apenas 8,89 %. A partir da anlise das componentes principais que definiu as bandas 4, 5 e 3 como as mais importantes, iniciou-se o tratamento de realce da imagem. O tratamento de realce da imagem fez-se necessrio para melhorar o contraste de cada imagem, optando-se pela tcnica linear. A reduo de 5% no histograma de freqncias pelo mtodo linear de saturao, melhorou o contraste das bandas, com as quais iniciou-se a composio colorida. A escolha das bandas para a composio colorida foi realizada com base na anlise das componentes principais, que indicou as bandas 3, 4 e 5 como as mais importantes para a formao a imagem colorida (Figura 5). O resultado obtido permitiu diferenciar pelo menos seis tipos de vegetao. Estes tipos so: vegetao pioneira de dunas, em cor rsea; em cor verde escuro floresta pluvial tropical de

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    plancie costeira; floresta pluvial tropical de encosta em cor verde limo, correspondendo a maior rea de ocorrncia; em verde claro a vegetao de restinga; vegetao de restinga de scrub e vegetao arbustiva dos topos montanhosos, cor verde-amarelada; e a cor marrom-esverdeada, corresponde s reas com vegetao de mangue. A vegetao secundria no pode ser diferenciada pela composio colorida, motivo este relacionado ao grau de desenvolvimento florestal destas reas, o qual muito semelhante ao da floresta pluvial de plancie litornea. Tambm na imagem correspondente ao ndice de Vegetao (NDVI), so bem realadas as formaes vegetais encontradas na Ilha confirmando a imagem em composio colorida, que indicou seis tipos de vegetao (Figura 6). Apesar das cores das duas imagens apresentarem diferenas para os mesmos tipos de vegetao, houve correlao espacial entre as mesmas formaes florestais.

    Figura 5 Composio colorida RGB (543) georreferenciada.

    A partir da definio espacial dos seis tipos de vegetao e com base no

    conhecimento de campo sobre a vegetao e sua posio geogrfica foi possvel realizar a classificao supervisionada pelo mtodo da Mxima Verosimilhana.

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    Figura 6 Composio NDVI (bandas 4 e 3).

    O mapa temtico criado a partir da classificao supervisionada (Figura 7),

    mostra a fisiografia da vegetao de forma coerente com os dados observados em campo. A imagem formada pela classificao confirma espacialmente os tipos florestais encontrados nas imagens digitais, oriundas das composies coloridas e NDVI.

    Figura 7 Mapa temtico dos tipos de vegetao do Parque Estadual da Ilha do Cardoso.

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    5. CONSIDERAES FINAIS

    As tcnicas de sensoriamento remoto utilizadas neste trabalho permitiram a obteno do mapa temtico das composies colorida e NDVI. Os tipos de vegetao existentes encontram-se em um gradiente de vegetao com vrios mosaicos desde a plancie costeira at a regio serrana. Nas reas de mosaicos a vegetao est em franco estado de sucesso ecolgica, provavelmente provocada por deslizamentos de solo ou ainda podendo tratar-se de reas com afloramento rochoso, onde a vegetao aparece na forma de arbustos. O gradiente de vegetao encontrado est relacionado com os diferentes tipos de substrato (rocha/solo), pois os limites so coincidentes com os das vegetaes, indicando assim, uma dependncia espacial. Nos Neossolos Quatzarnicos Hidromrficos tpicos a vegetao corresponde pioneira de dunas e restinga de scrub e nos Espodossolos Ferrocrbicos Hidromrficos hsticos encontra-se a vegetao de restinga (arbrea). No sop da regio montanhosa, encontra-se o solo Neossolos Flvicos Distrficos tpico com a floresta pluvial tropical de plancie litornea. Para a rea montanhosa os solos correspondentes so Argilossolos Amarelos Distrficos cmbicos, Argissolos Vermelho-Amarelos Distrficos abrpticos, Cambissolos Hsticos Distrficos tpicos e Neossolos Litlicos Hsticos tpicos. Com exceo do ultimo tipo, que possui uma vegetao arbustiva, os outros tipos de solos apresentam a floresta pluvial tropical de encosta. Apesar da vegetao de mangue ter sido evidenciada nas imagens digitais, no foi possvel um acompanhamento detalhado de campo.

    AGRADECIMENTOS

    Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo/FAPESP pelo apoio financeiro (Processo 97/06545-5) e bolsa de doutorado (Processo 97/06546-0), ao Instituto Florestal do Estado de So Paulo pela permisso de efetuar a pesquisa na Ilha do Cardoso e aos funcionrios do Parque Estadual da Ilha do Cardoso pela ajuda. Agradecimentos tambm so prestados aos trs relatores, os quais com suas crticas construtivas em muito contriburam para a melhoria do texto.

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