O USO DO MÉTODO DGPS NO MONITORAMENTO DE UMA ÁREA EROSIVA NA

FAZENDA DO GLÓRIA – UBERLÂNDIA, MG1.

Pedro Carignato Basilio Leal2 Universidade Federal de Uberlândia – UFU

pedrocarignato@yahoo.com.br

Dr. Silvio Carlos Rodrigues3 Universidade Federal de Uberlândia – UFU

silgel@ufu.br

Resumo O presente trabalho faz parte de um projeto maior de reabilitação de áreas degradadas, que é realizado pelo Laboratório de Geomorfologia e Erosão de Solos (LAGES) no Instituto de Geografia da Universidade Federal de Uberlândia. Este trabalho busca demonstrar uma das possibilidades de se trabalhar com o método DGPS em monitoramentos de áreas degradadas. A proposta consistiu em utilizar um GPS geodésico de precisão para verificar a sua eficiência espaço-temporal na avaliação de uma voçoraca localizada no interior de Uberlândia. Fez-se três mensurações entre os meses de março a julho de 2008. Ao final foi possível verificar que o tempo despendido no manejo do aparato técnico é uma limitante. No entanto, o intervalo de tempo do método pode ser em um período de seis em seis meses e a eficiência da mensuração espacial é conseguida em milímetros, estando assim, apta a mensurar áreas erodidas. Os resultados obtidos com a mensuração de um canal da voçoroca em 05 de março de 2008 foram de 40.98 m² de área. Já em 15 de maio de 2008 a área estava com 41.40 m². Ou seja, neste período de dois meses a área da voçoroca evoluiu cerca de 0.42 m². Vale resaltar que esse período coincide com o fim das chuvas e entrada da seca. No mês de Julho houve uma diminuição da área aonde viu-se as limitações do método DGPS. Palavras-Chave: DGPS, Mensuração, Áreas degradadas e erosionadas. I - INTRODUÇÃO: O meio ambiente está sempre em constantes mutações e transformações em busca de um equilíbrio. O

mundo moderno em que vivemos hoje propiciou o desenvolvimento de técnicas que aumentam a

capacidade de intervenção do ser humano no meio ambiente e cria meios de o mesmo acelerar ou até

mesmo desencadear processos físicos no Planeta.

Uma área quase totalmente alterada pela ocupação humana, é a bacia do Córrego do Glória, localizada

no município de Uberlândia (MG). O grande desmatamento na área, para a construção de estradas, para o

cultivo e formação de pastagens, expôs o solo diretamente aos agentes climáticos, trazendo com isso uma

intensificação da erosão natural, causando imensos prejuízos ao meio ambiente.

O presente trabalho foi proposto no intuito de compreender a dinâmica desses processos acelerados ou

desencadeados pelo ser humano. A proposta é testar o monitoramento nessa área erodida através do

método DGPS. O objetivo geral é reabilitar a área degradada. Os objetivos específicos são: fazer

1 Trabalho de Iniciação Cientifica (FAPEMIG). 2 Graduando em Geografia. 3 Professor Doutor (orientador).

1mensurações periódicas com o DGPS para a obtenção da área do local erosionado e determinar sua

eficácia nessa aplicação.

Faz-se necessário tal pesquisa, pois se sabe da grande perda de solo que a agricultura convencional vem

causando para a sociedade moderna. O método utilizado foi o DGPS, onde um GPS geodésico fica

estacionado e, o(s) outro(s) coleta(m) os pontos seguindo a borda de uma área erosionada. O GPS

estacionado (maior tempo de coleta) ajuda a diminuir erros do(s) GPS(s) de coleta (menor tempo de

coleta). Por isso se diz GPS diferencial, pois o método faz a diferença de erros entre dois ou mais GPS´s.

Utilizou-se SIG (SPRING) para espacializar (mapear) os pontos coletados.

Com o levantamento utilizando-se do método DGPS foi possível avaliar a evolução erosiva entre os meses

de março a julho de 2008.

II – MATERIAL E MÉTODO - Método DGPS:

No levantamento com o GPS geodésico fica mais nítida ainda a separação das ações voltadas para

campo e laboratório. A primeira é a utilização do receptor em campo onde ocorre à coleta de dados por

parte do aparelho, isto é, um modo singular de operação que se difere do segundo. Pois o segundo

trabalhará com os dados obtidos pelo receptador, porém em um software especifico com outras

singularidades (pós-processamento).

Apesar de se tratar de um único processo, o modo de tratamento de cada qual se difere no que tange ao

meio que é utilizado para tal tarefa. Portanto, familiarizar-se com o receptor (em campo) é fundamental,

enquanto que o domínio do software em laboratório é a continuação do processo.

- CAMPO

As campanhas em campo ocorrem semanalmente com preferência nas quintas-feiras. É de

fundamental importância que se faça essas campanhas já que elas auxiliam nos procedimentos

operacionais que forem realizados.

Durante os seis meses de pesquisa poucas foram as vezes que se pode acompanhar os mecanismos dos

processos erosivos, por outro lado os testemunhos deixados por eles, isto é, feições erosivas ficou clara a

distinção entre elas e também a qual mecanismo cada qual está associada.

Para o levantamentos com GPS a visita periódica a área de estudo é no mínimo obrigatória para se

compreender a evolução de um processo erosivo e assim tendo instrumentos e know-how para eventual

recuperação de uma área degradada.

2 Na técnica onde utilizou-se o GPS geodésico (fase portadora L1), foram necessários três aparelhos de

GPS. Um serve como estação de controle. Esta estação foi gerada perto da área degradada para que

servisse de base para a coleta de pontos no entorno do canal. Os outros dois GPS’s servem para a coleta de

dados da evolução erosiva da borda do canal.

Primeiramente, no local de estudo, foi alocado um dos GPS´s para ficar na estação de controle. Antes

da coleta de pontos ao redor do canal é necessário criar esta estação de controle. Após o pós-

processamento dos dados coletados gera-se a estação de controle. A estação de controle coleta dados

durante todo o tempo em que estivermos trabalhando para ajudar no pós-processamento dos outros dados.

Com a estação de controle definida os pontos de coleta ao redor da borda da voçoroca podem ser

colhidos. A configuração no modo inspeção tem que ser feita nos três aparelhos, porém a estação de

controle deve ser ativa antes, para que no pós-processamento os horários da coleta coincidam com o da

estação. Outra exigência é que o GPS fique o mais imóvel possível, portanto é interessante que se

verifique os ventos, não mexer no aparelho durante a coleta de dados e escolher lugares onde não haverá

interferências de objetos que possam atrapalhar a receptação dos dados.

Ao escolher o canal é de fundamental importância saber em que partes da borda do canal se irá

capturar os dados, pois o objetivo é fazer mensurações periódicas e, portanto, se torna imprescindível

anotar os pontos onde se captura os mesmos.

Na figura 1 é possível observar como se deve fazer a captura. É necessário, assim como no

levantamento topográfico, escolher os pontos onde haja vértice, para que o desenho no software fique o

mais parecido possível com o real e, assim, a área erodida corresponda a mais fiel realidade.

.

Figura 1 – Como fazer a captura.

3Outro cuidado que se tem que tomar é a escolha de onde posicionar o GPS na borda. Adaptou-se

um dispositivo de mensuração composto por uma barra de metal com furo e uma vareta de ferro para que

servisse de referência em todas as medidas. Na foto 1 é possível observar como foi feito em todos os

pontos coletados.

Outro aspecto importante na captura de dados no campo em área erosiva é que ao se medir a borda,

o receptor (GPS) fica suscetível a acidentes. Portanto é de suma importância o usuário estar sempre atento

ao aparelho (fotos 2 e 3).

Por fim, depois de configurar o receptor, escolher os pontos de coleta, usar o dispositivo de

mensuração e se precaver de acidentes é só apertar o botão de coletar dados e em cada ponto deixar 15

minutos.

Foto 1- Método da varinha de ferro (LEAL, 2008).

4

- LABORATÓRIO

O software onde os dados são analisados segue passos que vão direcionando o usuário e, sendo assim,

é necessário passar pelas instancias: novo projeto, descarregar dados, processamento de dados, geração de

relatórios, transformação de coordenadas e alocação dos pontos no SIG.

- Novo Projeto

No laboratório é necessário processar os dados obtidos em campo no DGPS. Para tanto é preciso

utilizar-se do software que geralmente acompanha o aparelho. No software utilizado (Ashtech Solutions

2.70) precisa-se criar um novo projeto (CREATE A NEW Project) para descarregar os dados.

- Descarregar Dados

Após a configuração do novo projeto já é possível descarregar os dados. O descarregamento de dados

nada mais é do que transferir os dados do receptor para o computador afim de gerar o processamento dos

dados.

- Processamento Dos Dados

Para o processamento dos dados é necessário que se leve em conta a analise de dados pré-processo

e pós-processo.

No pré-processo tem-se que observar “las propiedades de estación y observaciones; tales como:

identificadores de estación, parámetros de altura de antena e información de control de punto son

verificadas y/o registradas” (Ashtech Solutions, 2002, p.63).

Para processar os dados é necessário que se tenha um PONTO BASE, isto é, um ponto conhecido,

um marco de concreto onde já se tenha conhecimento de sua localização (coordenadas) com precisão. No

Foto 2 – Adaptação do GPS na borda da voçoroca (LEAL, 2008).

Foto 3 – Improvisação da captura do ponto com GPS (LEAL, 2008).

5presente trabalho utilizou-se a estação de controle gerada perto da área, as estações UBER e MGUBER

da Rede Geodesica do IBGE.

Depois de processados os dados vem a parte do pós-processamento onde “Los vectores GPS

procesados son analizados utilizando las herramientas de análisis proporcionadas, para determinar la

calidad de los datos procesados” (Ashtech Solutions, 2002, p.63).

Esta parte é uma das mais importantes do processamento, pois é a parte onde os vetores entre os

pontos podem ser observados. Ao se detectar um erro é possível melhorar a qualidade desses vetores

retirando satélites que estão com ruídos (figura 2). Além disso, é necessário testar a conectividade da rede,

fazer o teste chi quadrado e ajustar todos os pontos.

A precisão dos dados vai depender do objetivo do trabalho. Aqui queríamos encontrar precisão

milimétrica (mm), pois sabemos que a evolução da borda da voçoroca avança em centímetros (cm). Por

esse motivo o processamento tem que ser muito detalhado, sempre identificando todos os pontos, vetores

e seus satélites respectivos para identificar erros e ruídos.

- Geração de Relatórios e transformação de coordenadas.

Figura 2- Sinais dos satélites capturados da fase portadora L1 (LEAL, 2008).

6 A geração de relatório é feita automaticamente pelo programa Ashtech. É só ir em Arquivos e

clicar em Relatórios...É possível observar no relatório final as coordenadas e sua precisão em metros (m).

(figura 3).

Figura 3 – Fragmento do Relatório final gerado pelo programa (LEAL, 2008).

Depois de obter as coordenadas geográficas em sua devida precisão é necessário transformá-las em

coordenadas planas (UTM). Este processo é possível ser feito com conversores de coordenadas na

internet. Pode-se montar uma tabela para armazenar estas informações (figura 4).

Figura 4 –Coordenadas transformadas para UTM (LEAL, 2008).

7

- Alocação dos pontos no SIG.

Com a tabela das coordenadas transformadas de geográficas para UTM é só ir no Spring (SIG) e

digitalizar os pontos. Com os pontos criados é possível ligá-los com uma linha em ordem de coleta e

verificar a área do canal. Também é possível associar as classes criadas aos PI’s. É interessante que cada

classe tenham um tracejado e uma cor distinta para que possam ser distinguidas. (figura 5)

Por fim é só gerar a carta com o titulo, legenda, norte e escala. A carta pode ser com as três classes

juntas ou separadas.

Figura 5 – Exemplo no programa SPRING (LEAL, 2008).

III- RESULTADOS E DISCUSSÕES

- Levantamento Com Método DGPS: Com o levantamento utilizando-se do método DGPS foi possível avaliar a evolução erosiva entre

os meses de março a julho de 2008. O resultado obtido com a mensuração de um canal da voçoroca em 05

de março de 2008 foi de 40.98 m² de área. Já em 15 de maio de 2008 a área estava com 41.40 m². Ou seja,

neste período de dois meses a área da voçoroca evoluiu cerca de 0.42 m².

8 Em julho ocorreu um fato inesperado onde a voçoroca perdeu área e somou 39.63 m² de área.

Como sabemos que não é possível que uma erosão perda área naturalmente, investigamos e chegamos a

uma conclusão. No dia 10 de julho de 2008 (dia da captura dos dados) a estação de controle da CEMIG

(UBER) utilizada no processamento dos dados dos outros meses não estava disponível no sitio do IBGE

na internet. Portanto o processamento só foi feito com os dados da estação de controle própria e a da UFU

(MGUBER), ocasionando um erro na precisão comparado com os outros meses.

A seguir é possível verificar as cartas e quadros geradas com os dados obtidos com o método DGPS:

Carta 1 - data 05/03/2008.

905_março_2008

pontos longitude latitude

1 794154.0790 7899851.8324 2 794151.7726 7899852.2527 3 794149.7761 7899852.6155 4 794147.8502 7899852.7495 5 794144.1480 7899852.9411 6 794143.9420 7899851.5791 7 794141.3656 7899849.4293 8 794138.1203 7899847.3941 9 794136.9566 7899847.9498 10 794136.6220 7899847.7530 11 794135.4884 7899849.0397 12 794137.0913 7899850.2624 13 794138.1015 7899849.4998 14 794140.8954 7899852.3656 15 794143.7322 7899853.6530 16 794143.3511 7899855.1328 17 794145.5996 7899856.2280 18 794147.8245 7899854.5839 19 794150.8514 7899854.6393 20 794153.5323 7899852.7120

Quadro 1 – Lon gitude e Latitude da coleta de março

Carta 2 - data 15/05/2008.

1015_maio_2008

pontos longitude latitude 1 794154.0790 7899851.8324 3 794149.7761 7899852.6155 4 794147.8502 7899852.7495 5 794144.1480 7899852.9411 6 794143.9420 7899851.5784 7 794141.3662 7899849.4299 8 794138.1205 7899847.3935 9 794136.9563 7899847.9492

10 794136.6218 7899847.7533 11 794135.5085 7899850.2872 12 794137.0907 7899850.2621 13 794138.1006 7899849.4986 14 794140.8954 7899852.3644 15 794143.7322 7899853.6521 16 794143.3490 7899855.1328 17 794145.6001 7899856.2267 18 794147.8242 7899854.5839 19 794150.8531 7899854.6383 20 794153.5303 7899852.7123

Quadro 2 – Lon gitude e Latitude da coleta de maio

Carta 3 - data 10/07/2008.

1110_julho_2008

pontos longitude latitude 1 794154.0909 7899851.8079 2 794151.6890 7899852.3387 3 794149.7838 7899852.6923 4 794147.4209 7899852.7981 5 794144.2396 7899853.0686 6 794143.9455 7899851.6159 7 794141.3410 7899849.3746 8 794138.1187 7899847.3880 9 794136.9534 7899848.0237

10 794136.6531 7899847.7543 11 794135.4923 7899849.0624 12 794137.1083 7899850.2442 13 794138.0786 7899849.5457 14 794140.9376 7899852.3637 15 794143.6938 7899853.6521 16 794143.4021 7899855.1390 17 794146.5770 7899855.7810 18 794147.8736 7899854.5748 19 794150.0404 7899854.7500 20 794153.6561 7899852.7992

Quadro 3 – Lon gitude e Latitude da coleta de julho

Carta 4 – Todas as datas sobrepostas.

12

O trabalho de mensuração de uma área degradada para a compreensão de sua dinâmica e

consequentemente sua possível recuperação, é complexa. Esta afirmação é feita, pois depois do tempo que

se teve contato com essa pesquisa ficou claro que não há uma regra absoluta (modelo) de evolução

(direção e profundidade) erosiva. Os modelos de evolução são complexos pois variam de acordo com os

fatores geomorfológicos, fatores geológicos, fatores pedológicos, fatores climáticos e fatores antrópicos

(BACELLAR, 2006).

O que se pode ver como regra foi a sazonalidade do domínio morfoclimático do Cerrado (fator

climático). Este domínio influência na erosão hídrica, pois com a característica de precipitar seis meses

sim e seis meses não, determina os meses de maior erosão. Portanto, os meses que vão de outubro a março

(os mais chuvosos) é o período onde a erosão se dá com maior intensidade (LEAL, 2008).

Porém, a complexidade da dinâmica da área de estudo aumenta á medida em que identificamos

outros fatores condicionantes. A exploração de cascalho praticada nesta área também influência nesta

dinâmica erosiva. A construção de estrada e a utilização para pastagem também (fator antrópico). O fato

de o material de cobertura ser bastante friável e pouco consolidado também tem seu peso (fatores

geológicos e pedológicos). Outros fatores como declividade e forma da pendente (fatores

geomorfológicos) também são determinantes. O fato é que podemos dizer que sim há uma regra para os

processos erosivos e essa é uma para cada área erodida.

Quanto a mensuração do processo erosivo é muito pertinente saber quanto cada fator acima

influencia no processo, pois assim saberá que metodologia utilizar. Fazer a observação empírica de quanto

é a perda da área degradada (espaço) e em quanto tempo isso ocorre é fundamental para um bom resultado

do monitoramento. O método DGPS nesse caso mostrou uma eficiência espacial pois tem capacidade de

medir em milímetros.

O método DGPS é útil para mensurações semestrais. É um método que se bem utilizado

pode gerar excelentes resultados. O método em questão mostrou-se eficaz. A captura de dados em campo

não é tão trabalhosa, porém cansativa já que demanda muito tempo para coletas em pequenas áreas. Em

contraponto, o pós-processamento para a obtenção de precisão milimétrica se dá de forma laboriosa

exigindo um bom tempo do pesquisador nesta parte. Por este motivo cremos não ser válido utilizá-lo com

uma constância menor de seis meses, exceto em casos especiais ou em uma determinada área. Um caso

especial que poderia ser usado mensalmente ou bimestralmente seria em épocas de muita precipitação

onde a evolução erosiva é mais rápida e assim se poderia obter dados evolutivos mais rigorosos.

13 Finalmente saber que condições temporais e espaciais que estão submetidos os processos

erosivos é de suma importância para identificar a dinâmica dos mesmos e assim saber em que períodos

fazer as mensurações.

IV – CONSIDERAÇÕES FINAIS Pode-se ver ao final da pesquisa que o método utilizado no trabalho para mensuração da área

erodida foi eficaz. Visto que, ter um banco de dados com a identificação de processos erosivos e suas

dinâmicas é fundamental para um país como o Brasil em sua grande parte agrícola e em especial para a

região (Cerrado) onde se localizou o estudo.

Cabe salientar que o intercâmbio de informações entre institutos foi muito válido para algumas

atividades. Em especial o intercâmbio com técnicos e professores da Engenharia Civil, que nos deu grande

aporte na parte relacionada ao GPS.

Contudo o objetivo final que é a recuperação da área está avançando com este trabalho em

conjunto com outros que trabalham na mesma área. O trabalho de monitoramento auxilia no trabalho de

contenção, pois estabelece prioridades e tempos trabalhos, justamente porque mensura espaço-

temporalmente.

IV – AGRADECIMENTOS Agradeço a FAPEMIG pelo fomento a pesquisa. Fundações como esta ajudam estudantes e

pesquisadores como nós a realizar pesquisas com apoio, fazendo com que a realização do trabalho seja

feita com exclusividade e qualidade. Agradeço também aos meus familiares, colegas de laboratório e ao

meu orientador Silvio C. Rodrigues.

VI – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- BACELLAR, Luis de A. P. Curso: Processos de Formação de Voçorocas e Medidas Preventivas e

Corretivas. Simpósio Mineiro de Engenharia Ambiental, II, 2006, Viçosa. Apresentações. Viçosa: UFV/

Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas – CCE/ Departamento de Engenharia Civil, 2006. 48p.

-GUERRA, A. T. , GUERRA, A. J. T. Novo Dicionário Geológico – Geomorfológico – 5ª edição – Rio de

Janeiro: Bertrand Brasil, 2006. 652p.

14- GUERRA, A. J. T. Experimentos e Monitoramentos em Erosão dos Solos. In: Revista do

Departamento de Geografia, São Paulo, n° 16, p. 32-37, 2° sem. 2005.

- Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Introdução ao Spring: Teórica. São José dos Campos,

SP: 2006.

- LEAL, Pedro Carignato B.; Silva, Alcione H.; PINESE JÚNIOR, José F.; ANDRADE, Iron F. de;

BEICHER, Everson J.; RODRIGUES, Silvio C. Monitoramento Erosivo Através de Estaqueamento.

Fazenda Experimental do Glória. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE GEOMORFOLOGIA (SINAGEO) e

ENCONTRO LATINO-AMERICANO DE GEOMORFOLOGIA, VII e II, 08/2008, Belo Horizonte.

Anais do VII SINAGEO e II Encontro Latino-americano de Gemorfologia, Belo Horizonte: UFMG/

instituto de Geociências, 2008.

- OLIVEIRA, Marcelo, A. T. – Processos Erosivos e Preservação de áreas de risco de Erosão por

Voçorocas. In: GUERRA, J. T., SILVA A. S. da, BOTELHO R. G. M. (organizadores). Erosão e

Conservação de solos – conceitos, temas e aplicações - 2ª edição – Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2005.

340p. pp. 57 – 99.

- ROSA, Roberto. Global Positioning System (GPS). In: Introdução ao Sensoriamento Remoto – 5ª

edição. Uberlândia, MG: Edufu, 2003. 228p. pp. 199-218.

- SILVA, Ardemirio de B. Sistemas de Informações Geo-referenciadas: conceitos e fundamentos.

Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 2003. 240p.

- SILVEIRA, Ausgusto C. Tutorial passo a passo do receptor GPS Promark 2. São Paulo: Não tem

editora, 2002. 24p.

- SILVEIRA, Ausgusto C. Tutorial passo a passo software Ashtech Solutions. São Paulo: Não tem editora,

2002. 28p.