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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“Júlio de Mesquita Filho”
Campus Experimental de Ourinhos
BRUNO FERNANDES SILVA DE PAULA
CARACTERIZAÇÃO DA COBERTURA VEGETAL DO MUNICÍPIO DE ASSIS/SP (UGRHI-
17) NO ANO DE 2015 ATRAVÉS DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO POR DIFERENÇA
NORMALIZADA (NDVI)
Ourinhos – SP
Março/2016
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“Júlio de Mesquita Filho”
Campus Experimental de Ourinhos
CARACTERIZAÇÃO DA COBERTURA VEGETAL DO MUNICÍPIO DE ASSIS/SP (UGRHI-
17) NO ANO DE 2015 ATRAVÉS DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO POR DIFERENÇA
NORMALIZADA (NDVI)
Bruno Fernandes Silva de Paula
Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Lilla Manzione
Monografia apresentada à banca examinadora para
obtenção do título de Especialista em Gerenciamento de
Recursos Hídricos e Planejamento Ambiental em Bacias
Hidrográficas pela Unesp – Campus Experimental de
Ourinhos.
Ourinhos – SP
Março/2016
Agradeço à minha família por sempre me incentivar a estudar e
buscar conhecimento, aos colegas da II turma do curso de
especialização em “Gerenciamento de Recursos Hídricos e
Planejamento Ambiental em Bacias Hidrográficas” pela companhia e
pela troca de conhecimentos. Meus agradecimentos também à
UNESP, aos comitês de bacias hidrográficas do Estado de São Paulo
e ao FEHIDRO pela oportunidade dada a nós através dessa parceria.
E, por fim, agradeço ao Prof. Dr. Rodrigo Lilla Manzione pela
orientação, incentivo e pelos conselhos.
RESUMO
Motivadas pela vulnerabilidade dos recursos naturais em relação aos efeitos da ação antrópica, a produção e aquisição de informações ambientais têm crescido cada vez mais. O uso de imagens de satélite em pesquisas de cunho ambiental se tornou mais comum, por serem excelentes fontes de informações, serem muito próximas da realidade e por possibilitarem o seu processamento de maneira a ressaltar ou extrair informações específicas. Dessa forma, o processamento digital de imagens e a fotointerpretação revelam-se importantes, visto que fornecem informações de maneira organizada, facilitando a compreensão da dinâmica ambiental. O planejamento de bacias hidrográficas pode se valer dessas tecnologias e incorporar dados sobre a cobertura vegetal de uma região de modo a auxiliar o processo de tomada de decisão em momentos de crise hídrica. Imagens de satélite podem ser analisadas através de índices de vegetação, obtidos a partir do comportamento espectral os elementos presentes na cena. O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) é bastante usado e difundido em pesquisas ambientais e foi o método escolhido para ser aplicado neste trabalho, que tem como objetivo efetuar o processamento digital de duas imagens Landsat-8 de diferentes estações do ano para realizar uma análise espacial e temporal da configuração da cobertura vegetal de um município sob condições climáticas distintas e caracterizá-la. O período em análise contempla a crise histórica do verão 2013-2014, onde os índices pluviométricos foram os mais baixos já registrados no Estado de São Paulo. Palavras-chave: Índice de vegetação; Processamento digital de imagens; Sensoriamento remoto.
ABSTRACT
Motivated by the vulnerability of natural resources related to the effects of human activities, production and acquisition of environmental information have grown more and more. The use of satellite images in environmental research has become more common because they are excellent sources of information, are very close to reality and make possible its processing in order to highlight or extract specific information. Thus, digital image processing and photo interpretation prove to be important because they provide information in an organized manner, facilitating the understanding of environmental dynamics. The river basin planning can take advantage of these technologies and incorporate data on vegetation cover of a region in order to assist the decision-making process in water crisis periods. Satellite images can be analyzed using vegetation indexes obtained from the spectral behavior of the elements present in the scene. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) is widely used and widespread in environmental research and was the chosen method to be applied in this work, which aims to make the digital processing of two Landsat-8 images from different seasons to perform a spatial and temporal analysis of the vegetation cover of a municipality under different climatic conditions and to characterize it. The period under review includes the historic water crisis of 2013-2014 summer, where the rainfall was the lowest ever recorded in the São Paulo State, Brazil. Keywords: Vegetation Index; Digital image processing; Remote sensing.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 4
2. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 5
2.1 Objetivo geral ............................................................................................................... 5
2.2 Objetivos específicos.................................................................................................... 5
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................................... 6
3.1 Sensoriamento Remoto ................................................................................................ 6
3.1.1 Histórico ................................................................................................................. 6
3.1.2 Coleta de dados ..................................................................................................... 8
3.1.3 Instrumento de controle e proteção ambiental ..................................................... 10
3.2 Os recursos naturais na legislação brasileira ............................................................. 13
3.2.1 Código Florestal Brasileiro ................................................................................... 14
3.2.2 Áreas de Preservação Permanente ..................................................................... 15
3.2.3 Recursos hídricos ................................................................................................ 17
4. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................... 20
4.1 Características gerais da área de estudo ................................................................... 20
4.1.1 Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos Integrada do Médio
Paranapanema ............................................................................................................. 20
4.1.2 Diagnóstico ambiental do município de Assis ...................................................... 24
4.2 Índice de vegetação ................................................................................................... 29
4.3 Procedimentos metodológicos .................................................................................... 30
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................................... 32
5.1 Geração dos índices de vegetação NDVI ................................................................... 32
5.2 Produção de material tutorial para geração dos índices de vegetação ....................... 38
6. CONCLUSÃO .................................................................................................................. 39
7. REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS ................................................................................... 40
ANEXO 1 – Tutorial para geração de Índice de Vegetação no QGIS ................................... 42
LISTA DE SIGLAS
ANA Agência Nacional de Águas
APP Área de Preservação Permanente
CAR Cadastro Ambiental Rural
CAST China Academy of Space Technology
CBERS China-Brazil Earth Resources Satellite
CBH Comitê de Bacia Hidrográfica
CBH-MP Comitê de Bacia Hidrográfica do Médio Paranapanema
CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
CNRH Conselho Nacional de Recursos Hídricos
DAEE Departamento de Águas e Energia Elétrica
FEHIDRO Fundo Estadual de Recursos Hídricos
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
LANDSAT Land Remote Sensing Satellite
MMA Ministério do Meio Ambiente
NDVI Normalized Difference Vegetation Index
PNAS Programa Nacional de Águas Subterrâneas
PNRH Plano Nacional de Recursos Hídricos
PRA Plano de Regularização Ambiental
RL Reserva Legal
SIG Sistema de Informações Geográficas
SIGRH Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos Hídricos
SINGREH Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos
SNIRH Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos
SRHU
UGRHI
Secretaria de Recursos Hídricos e Ambiente Urbano
Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos Integrada
VANT Veículo Aéreo Não Tripulado
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1. INTRODUÇÃO
A ação antrópica sobre os recursos naturais causa preocupação e por isso estimula uma
constante produção e aquisição de informações ambientais que objetivam compreender as
dinâmicas e padrões de uso e ocupação do homem no meio ambiente. Em razão disso, as
imagens obtidas através de sensores acoplados em satélites têm sido amplamente usadas
para fins de mapeamento, planejamento e monitoramento ambiental há décadas, uma vez
que são fontes diretas de informações. Por esse motivo têm se tornado cada vez mais
importantes para essas finalidades.
As imagens orbitais ainda podem ser processadas com intuito de realçar ou a extrair
informações específicas, sobre determinados alvos e, dessa maneira, podendo ser utilizadas
para a geração de composições coloridas a partir da combinação de bandas espectrais. Visto
isso, a fotointerpretação e o processamento digital de imagens mostram-se importantes, pois
fornecem dados e informações para a compreensão de fenômenos e da dinâmica ambiental,
oferecendo a possibilidade de utilização para planejamentos estratégicos, tais como
planejamentos urbano e rural.
Os índices de vegetação são um meio de realizar uma análise espaço-temporal da
cobertura vegetal de determinada área, realçando o comportamento espectral da vegetação
presente na imagem, resultante da interação da radiação eletromagnética com os aspectos
biofísicos dos elementos da superfície. O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada
(NDVI) é um dos mais utilizados em pesquisas ambientais, permitindo realizar análises de
diferentes elementos em diversas escalas e, por essa razão, foi o método escolhido para ser
aplicado nesta pesquisa.
O objetivo desse trabalho foi realizar o processamento digital de duas imagens
originárias do satélite Landsat-8, uma referente ao período seco do ano e a outra do período
úmido do ano de 2015, a fim de gerar o NDVI para, a partir disso, realizar a comparação e
análise da configuração da cobertura vegetal de determinado município sob condições
climáticas distintas e efetuar a sua caracterização. Para tanto, a área de pesquisa a ser
considerada é o município de Assis, localizado na região hidrográfica do Médio
Paranapanema (UGRHI-17), no oeste do Estado de São Paulo.
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2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Este trabalho tem por objetivo realizar a caracterização da cobertura vegetal do
município de Assis – SP por meio do comparativo dos Índices de Vegetação por Diferença
Normalizada (NDVI) de um período seco e de um período úmido do ano de 2015, posterior ao
cenário de seca que se instalou no Estado de São Paulo no período de 2014 a 2015.
2.2 Objetivos específicos
Gerar índices referentes à vegetação utilizando de imagens do satélite Landsat-8 e do
software QGIS 2.12.1;
Verificar a diferença no vigor da vegetação decorrente da seca do ano de 2014 no ano de
2015;
Avaliar a eficácia dos índices de vegetação para fins de planejamento (urbano, rural ou
regional); e
Produzir um material didático com instruções sobre a aplicação do Índice de Vegetação
por Diferença Normalizada (NDVI) em determinada área através do software livre QGIS.
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3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 Sensoriamento Remoto
3.1.1 Histórico
O termo “Sensoriamento Remoto” diz respeito à tecnologia de instrumentos capazes de
obterem imagens da superfície terrestre a distâncias remotas. Por isso, a definição mais
adequada é a de Jensen (2009), que afirma que sensoriamento remoto “é a arte e a ciência
de obter informações sobre um objeto sem estar em contato físico direto com o mesmo. Pode
ser usado para medir e monitorar importantes características biofísicas e atividades humanas
na Terra”. A comprovação disso é que atualmente ele é utilizado nas áreas de levantamentos
de recursos naturais, monitoramento ambiental, detecção de desastres naturais,
desmatamentos florestais, previsões de safras, cartografia de precisão, entre outras.
O sensoriamento remoto pode ser orbital ou sub-orbital. A primeira classificação diz
respeito às informações coletadas através de sensores localizados em órbitas ao redor do
planeta, os mais comuns são as imagens de satélite. A segunda classificação trata-se das
informações coletadas por meio de equipamentos aerotransportados não localizados em
órbitas. Esses equipamentos podem ser transportados por aviões, balões ou veículos aéreos
não tripulados (VANT’s) e seus produtos mais comuns são as fotografias aéreas.
A criação da câmara fotográfica deu início ao sensoriamento remoto, pois foi o primeiro
instrumento utilizado para a tomada de fotos aéreas. Uma de suas primeiras aplicações foi
para fins militares. Para tal, no século XX foi desenvolvida uma câmara fotográfica leve com
disparador automático que eram afixadas ao peito de pombos-correio e estes eram soltos em
locais estratégicos, de modo que tomavam fotos de áreas ocupadas por inimigos.
Posteriormente, os pombos foram substituídos por balões não tripulados equipados com
câmaras. Eles eram presos por cabos e suspensos até a uma altura suficiente para tomadas
de fotos das posições inimigas.
A partir da metade do século XX, durante o período da Guerra Fria, a evolução
tecnológica teve seu desenvolvimento acelerado devido à corrida espacial protagonizada
pelas então potências: Estados Unidos da América e União Soviética (URSS). Aviões
passaram a ser utilizados para o transporte das câmaras, com o intuito de manter a sondagem
e o controle militar, os mais famosos da espécie eram os aviões norte-americanos de
espionagem denominados U2. Nesse período também ocorreu um rápido desenvolvimento
de foguetes lançadores de satélites, que possibilitou colocar no espaço satélites artificiais para
várias finalidades. Esse fato representou o grande salto tecnológico em relação ao
sensoriamento remoto, visto que os satélites executam um processo contínuo de tomadas de
7
imagens da superfície terrestre coletadas 24 horas por dia durante toda a sua vida útil. O
primeiro satélite de sensoriamento remoto lançado pelos Estados Unidos foi o Landsat-1,
colocado em órbita no ano de 1972 a cerca de 920 km de altura.
O processo evolutivo do sensoriamento remoto por satélites foi determinado pelo
progresso de quatro segmentos tecnológicos fundamentais para a área: sensores, sistema de
telemetria, sistemas de processamento e lançadores. Os sensores são instrumentos que
compõem o sistema de captação dos dados e imagens. O sistema de telemetria nada mais é
do que sistema que transmite tais dados e imagens para as estações terrestres. Já os
sistemas de processamento consistem em hardwares e softwares destinados ao
armazenamento e processamento dos dados. Por fim, são chamados de lançadores as bases
de lançamento e os foguetes que transportam e colocam os satélites em órbita.
No Brasil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) foi responsável pela
consolidação do sensoriamento remoto, projetando o país como a nação pioneira no
hemisfério sul a dominar essa tecnologia. A instituição foi uma das primeiras na área espacial
a investir em pesquisas de sensoriamento remoto, formado os primeiros especializados na
área, que contribuíram para o desenvolvimento de metodologias de interpretação de imagens
e de processamento digital.
O governo brasileiro em parceria com o governo da China já lançaram 5 satélites em
menos de 20 anos através do programa CBERS (China-Brazil Earth Resources
Satellite/Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres), criado em 1988 envolvendo
o INPE e a Academia Chinesa de Tecnologia Espacial (CAST). Em sua primeira fase foram
lançados dois satélites (CBERS-1 e 2) idênticos em sua constituição técnica, missão no
espaço e em suas cargas úteis, e no ano de 2002, o acordo foi renovado e desde então outros
três satélites foram construídos e lançados (CBERS-2B, 3 e 4), sendo o último colocado em
órbita em dezembro de 2014.
Atualmente existem várias séries de satélites de sensoriamento remoto em operação,
além do Landsat e do CBERS, citados anteriormente, há também o Spot, o Ikonos e o
Quickbird que são para fins de monitoramento e levantamento dos recursos naturais
terrestres. Ainda há o satélite meteorológico NOAA, que também é utilizado no sensoriamento
remoto.
8
3.1.2 Coleta de dados
A obtenção de dados através de sensoriamento remoto requer o uso de energia, seja
sua fonte natural ou artificial, tal como a radiação solar ou um sinal produzido por um radar,
respectivamente. A Figura 1 ilustra o processo de aquisição de dados por sensoriamento
remoto utilizando a radiação solar como fonte de energia.
Figura 1 – Obtenção de imagens por sensoriamento remoto
Fonte: Florenzano, 2007, p. 11.
Observa-se que a energia proveniente do sol é refletida pela superfície terrestre e
captada por sensores instalados em satélites artificiais. Há sensores que também possuem a
capacidade de captar e registrar a energia emitida diretamente pela superfície da Terra.
Durante esse processo, ao atravessar a atmosfera, a energia refletida ou emitida sofre
alterações, interferindo na energia final registrada pelo sensor.
Os satélites, por sua vez, transformam a energia captada em sinais elétricos, que são
registrados e transmitidos por estações de recepção equipadas com amplas antenas
parabólicas. Por fim, esses sinais são transformados em dados na forma de gráficos, tabelas
ou imagens.
A energia utilizada no sensoriamento remoto é a radiação eletromagnética (REM),
propagada em forma de ondas eletromagnéticas que viajam na velocidade da luz (300.000
km/s) e são medidas em frequência (Hz) e comprimento de onda (metros). Sendo a frequência
diretamente proporcional à velocidade e inversamente proporcional ao comprimento.
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A radiação eletromagnética pode ser classificada através de sua distribuição por
regiões, conforme o comprimento e a frequência de onda, denominado espectro
eletromagnético (Figura 2).
Figura 2 – O espectro eletromagnético
Fonte: Florenzano, 2007, p. 13.
Os elementos da superfície da Terra refletem, absorvem e transmitem REM conforme
suas características bio-físico-químicas, que, por sua vez, influenciam no comprimento da
onda. São justamente as variações de comprimento de onda que possibilitam a distinção de
objetos na superfície terrestre nas imagens geradas por sensores remotos.
É possível obter imagens de uma mesma área em diferentes faixas espectrais, também
chamadas de canais ou bandas, graças aos sensores que operam nas diferentes regiões do
espectro eletromagnético. A água na forma líquida, por exemplo, absorve toda a radiação
abaixo de 0,3 µm (micrômetros) e acima de 0,7 µm, ou seja, nessas faixas a reflectância é
zero. Na faixa espectral que compreende entre 0,3 e 0,7 micrômetros a reflectância da água
líquida é relativamente baixa, demonstrando que a água neste estado é forte absorvedora de
radiação em quase todas as bandas espectrais. No caso da água na forma gasosa, a
reflectância é elevada em todas as REM contidas nas regiões espectrais do visível,
infravermelho próximo e infravermelho médio.
Quanto à vegetação, cerca de 50% do total da energia que chega até a planta é
absorvida pelos pigmentos contidos na folha (Moreira, 2011, p. 73). Essa energia é utilizada
nos processos de fotossíntese e fotoconversão, por exemplo. O restante da REM é transmitida
e refletida. É importante salientar que quando se utiliza o sensoriamento remoto para obter
informações da cobertura vegetal de uma região é considerada interação da radiação solar
com o dossel da vegetação.
Cada sensor possui uma resolução espacial, que “pode ser definida como o menor
elemento ou superfície distinguível por um sensor” (Florenzano, 2007, p. 17), ou seja, trata-
se do nível de detalhamento da imagem. Por exemplo, um sensor cuja resolução espacial é
10
de 30 metros é capaz de distinguir objetos no terreno que possuam este tamanho ou mais.
Atualmente há sensores com a resolução espacial de poucos metros e até centímetros.
As imagens obtidas através de sensoriamento remoto contêm dados brutos, que para
serem utilizados precisam ser interpretados. Sendo assim, as imagens são interpretadas,
transformadas em informação e, por fim, apresentada na forma de mapa.
3.1.3 Instrumento de controle e proteção ambiental
O sensoriamento remoto tem sido uma importante ferramenta utilizada para a análise e
controle de assuntos ambientais e isso tem ocorrido devido à preocupação de especialistas
com algumas questões ambientais atuais, tal como o uso não sustentável dos recursos
naturais e as alterações climáticas, por exemplo. Em razão disso, os cientistas têm buscado
cada vez mais adotar metodologias de monitoramento sistemático e sinóptico, como o
sensoriamento remoto.
Como explanado anteriormente no tópico 3.1.1, o avanço tecnológico ocorrido nas
últimas décadas levou ao desenvolvimento de satélites de monitoramento, inclusive
monitoramento terrestre-ambiental, os quais possibilitam a coleta de dados (quantitativos e
qualitativos) em todas as escalas (global, regional e local). Através desses satélites é possível
acompanhar o grau de degradação do meio ambiente, os níveis de poluição da água e da
atmosfera e até o percurso das águas subterrâneas, por exemplo.
Imagens de satélites também são utilizadas para detectar focos de incêndios, como é o
caso das imagens dos satélites NOAA, que permitem realizar tal atividade em tempo real. O
sensoriamento remoto ainda possibilita o mapeamento de áreas de risco, bem como regiões
passíveis aos processos de erosão, escorregamento de encostas e inundações. Além dessas
finalidades, as imagens são comumente utilizadas em estudos de ambientes naturais, tais
como florestas tropicais, desertos gelados (regiões polares) e ambientes áridos, que visem
sua preservação. Para tais finalidades, é comum o uso de imagens dos satélites Landsat.
O programa Landsat (Land Remote Sensing Satellite) é de origem estadunidense,
desenvolvido pela NASA (National Aeronautics and Space Administration) em meados da
década de 1970, cujo objetivo é coletar dados sobre os recursos naturais da superfície
terrestre. A série já enviou 8 satélites para a órbita.
O primeiro satélite do projeto, originalmente chamado de Earth Resources Technology
Satellite 1 (ERTS-1), foi lançado em 1972 com um sistema experimental construído a fim de
testar a possibilidade de adquirir dados de elementos da superfície da Terra por satélites não-
tripulados, por isso levou apenas dois instrumentos a bordo: as câmeras RBV e MSS. Ele
permaneceu em operação até 1978.
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Em 1975, antes do lançamento do segundo satélite, a NASA rebatizou o programa de
Landsat. O satélite 3 foi lançado em 1978 e os Landsat-4 e 5 lançados em 1982 e 1984,
respectivamente. O Landsat-6 só foi lançado no ano de 1993, porém falhou em atingir a órbita.
Atualmente estão em operação o Landsat-7 e o Landsat-8. O sétimo satélite foi lançado
em 1999, entretanto desde 2003 tem apresentado falhas. Apesar disso, este satélite, junto
com o Landsat-5, são os mais relevantes da história do programa.
A Figura 3 ilustra a cronologia dos lançamentos e o fim das operações dos satélites 1
ao 7 da série, que ocorreu entre 1972 e 2004. Também são apresentados croquis dos mesmos
e os sensores utilizados por cada um. Nesta figura não consta informações sobre o Landsat-
8, pois é o mais recente.
Figura 3 – Cronologia de lançamentos e fim de operações da série de satélites Landsat
Fonte: JENSEN, 2009, p. 200.
12
Lançado em fevereiro de 2013, o satélite Landsat-8 trouxe novas possibilidades para as
pesquisas científicas em relação à produção de dados e informações espaciais através do
sensor espectral OLI (Operacional Land Imager) e do sensor termal TIRS (Thermal Infrared
Sensor), tais inovações são importantes especialmente para mapeamentos em mesoescala.
Os sensores OLI e TIRS possuem resolução espectral melhor que de seus
antecessores, no entanto, tal melhoria provocou alterações nos intervalos dentro do espectro
dos canais de todas as bandas. A mudança começa com a adição de duas bandas espectrais:
a coastal (banda 1), projetada especificamente para estudos de recursos hídricos e
relacionados à zona costeira, e a banda 9, que trata-se de um novo canal de infravermelho
para a detecção de nuvens (Figura 4). Como consequência do sensor termal, foram criadas
duas bandas espectrais (bandas 10 e 11) que respondem pelo comprimento de onda
anteriormente coberto por uma única banda.
Figura 4 – Características espectrais e espaciais dos sensores OLI e TIRS
Fonte: United States Geological Survey (USGS), 2013.
Outra novidade do Landsat-8 diz respeito à resolução radiométrica de 16 bits que
possibilita maior caracterização de alvos da imagem e contribui para a diminuição do efeito
de sombras.
Enfim, o Landsat é um dos sistemas orbitais de maior qualidade, sendo bastante
utilizado ao redor do mundo. Desde o início do projeto, nos anos 70, o Brasil possui uma
estação de recepção instalada na cidade de Cuiabá, capital do Estado de Mato Grosso, que
recebe de forma contínua imagens de todo o território nacional. Essa estação é administrada
pelo INPE, que fornece imagens gratuitamente em seu website.
Através de um SIG (Sistema de Informações Geográficas) outras informações podem
ser integradas, sendo possível gerar um mapa ou um banco de dados tornando possível
13
realizar análises mais profundas da situação e acompanhar e gerenciar determinada área
durante um período.
Atualmente o sensoriamento remoto tem sido bastante usado para o acompanhamento
de culturas agrícolas, pois permite a verificação da umidade do solo, possíveis ocorrências de
estiagens, entre outras atividades relacionadas à agricultura.
Os estudos relacionados à vegetação nos quais são aplicadas técnicas de
sensoriamento remoto baseiam-se na interpretação da imagem originada do sensoriamento
remoto, ou seja, interpretação da “aparência” que as coberturas vegetais assumem no produto
final desse processo complexo que envolve muitos parâmetros e fatores ambientais. Essa
“aparência” é decorrente da resposta do fluxo radiante incidente sobre os elementos da
vegetação e das características bio-físico-químicas dos mesmos.
Uma das técnicas mais empregadas no controle ambiental e acompanhamento de
culturas agrícolas é o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI – Normalized
Difference Vegetation Index), que será tratado melhor no tópico 4.2.1. O NDVI pode ser
utilizado para analisar a disponibilidade hídrica, a presença de nutrientes e de pragas
agrícolas no solo de determinada área ou região, por exemplo. Além disso, também possibilita
o monitoramento da dinâmica climática de uma região conforme o ciclo anual de precipitação
e a respectiva resposta da vegetação nos períodos de seca e de chuva.
Portanto, visto suas vantagens, o sensoriamento remoto tornou-se uma importante
ferramenta de controle e proteção ambiental, bastante utilizada atualmente, junto ao
geoprocessamento, por acadêmicos em pesquisas científicas e por órgãos e entidades
responsáveis pelo gerenciamento e tomada de decisões relacionadas ao meio ambiente.
3.2 Os recursos naturais na legislação brasileira
A Constituição Federal Brasileira (1988), em seu artigo 225, assegura que “todos têm
direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial
à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-
lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações”. Para sua efetivação, o Poder Público
se responsabiliza pelo disciplinamento legal, promover a gestão dos recursos naturais e
apresentar mecanismos de prevenção, fiscalização e controle.
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3.2.1 Código Florestal Brasileiro
O Código Florestal Brasileiro institui regras gerais sobre a exploração da vegetação
nativa do território nacional, determinando áreas que devem ser preservadas e regiões
autorizadas a receber os diferentes tipos de produção rural. A primeira versão do Código foi
instituída pelo Decreto 23.793, de 23 de janeiro de 1934, vigorando até o ano de 1965, quando
foi revogado pela Lei nº. 4.771/65, que estabeleceu o Código Florestal vigente. Atualmente é
regulado pela Lei nº. 12.651, de 25 de maio de 2012, bastante criticada pelos ambientalistas.
A primeira versão do Código Florestal foi criada em meio à forte expansão cafeeira que
ocorria na época, sobretudo na Região Sudeste do país. Como as plantações, cada vez mais,
avançavam florestas adentro, o Código foi criado com o objetivo de conter o avanço do
desmatamento no Brasil. Para isso, obrigou os donos de terras a manterem 25% da área de
seus imóveis, chamada de "quarta parte", com a cobertura de mata original, uma espécie de
"reserva florestal". O texto ainda introduziu o conceito de florestas protetoras, que
posteriormente deu origem às Áreas de Preservação Permanente, a fim de garantir a proteção
de corpos d’água e áreas de risco. Entretanto, a lei não previa as distâncias mínimas para a
proteção de tais áreas.
A atualização do Código Florestal em 1965 deu destaque aos outros biomas brasileiros,
além da Amazônia. Portanto, as medidas visavam à preservação de todos eles. As florestas
protetoras transformam-se em Áreas de Preservação Permanente (APP’s) e a "quarta parte"
transformou-se na Reserva Legal (RL), que corresponde a uma
Área localizada no interior de uma propriedade ou posse rural, excetuada a de preservação permanente, necessária ao uso sustentável dos recursos naturais, à conservação e reabilitação dos processos ecológicos, à conservação da biodiversidade e ao abrigo e proteção de fauna e flora nativas (art. 1º, § 2º, inciso III, Lei nº 4.771/65).
Nesta lei as APP’s e a RL foram definidas com distâncias mínimas. Na Amazônia, por
exemplo, metade (50%) da área dos imóveis rurais deveria ser reservada para estes fins,
enquanto no restante do país o percentual era de 20%.
Em 1986, a Lei 7.511/86 modificou as normas da reserva florestal proibindo o
desmatamento das áreas nativas. Antes desta lei, era permitido o desmatamento de 100% da
mata nativa da propriedade rural, desde que fosse substituída por plantio de espécies,
inclusive exóticas. Os limites das APP’s foram expandidos, passando de 5 para 30 metros
contados da margem dos rios, e no caso de rios com 200 metros ou mais de largura, o limite
passou a ser equivalente à sua largura.
Em 1989 outras alterações foram feitas, a Lei 7.803/89 determinou que a reposição das
florestas nas reservas legais fosse feita prioritariamente com espécies nativas e o limite das
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APP’s nas margens dos rios voltou a ser alterado, com a criação de áreas protegidas próximas
de nascentes, bordas de chapadas e em áreas em altitude superior a 1.800 metros.
Entre os anos de 1996 a 2001, o Código passou a ser modificado por diversas Medidas
Provisórias, uma dessas medidas (MP 2.166/2001) foi a respeito da Reserva Legal,
aumentando o seu percentual para as áreas de florestas da Amazônia Legal de 50% para
80% com a intenção de diminuir o desmatamento na região.
A partir da década de 1990, entidades representantes dos grandes proprietários rurais
exerceram grande pressão pela flexibilização do Código Florestal Brasileiro. Tanto que no
começo dos anos 2000 essa pressão levou à proposta de reforma do Código Florestal, que
tramitou por 12 anos na Câmara dos Deputados e provocou polêmica, criando discussões
entre ruralistas e ambientalistas, que tinham o apoio de cientistas.
No dia 25 de maio de 2012, foi aprovado o texto do novo Código Florestal Brasileiro
através da Lei nº. 12.651/12. Entre as novidades estão a criação do Cadastro Ambiental Rural
(CAR), que trata-se de um registro eletrônico, obrigatório para todos os imóveis rurais, que
tem por finalidade integrar as informações ambientais, e a responsabilidade atribuída aos
Estados de criar, aprovar e fiscalizar Planos de Regularização Ambiental (PRA) para que as
propriedades recuperem ou compensem áreas de preservação. No entanto, essa atualização
da lei provocou polêmica e gerou muitos debates, sendo considerada pelos ambientalistas e
alguns cientistas um retrocesso quanto à preservação e conservação das matas nativas
brasileiras. As principais críticas são relacionadas às Áreas de Preservação Permanente.
3.2.2 Áreas de Preservação Permanente
O artigo terceiro, inciso II, do atual Código Florestal Brasileiro (Lei nº 12.651/12)
estabelece
II - Área de Preservação Permanente - APP: área protegida, coberta ou não por vegetação nativa, com a função ambiental de preservar os recursos hídricos, a paisagem, a estabilidade geológica e a biodiversidade, facilitar o fluxo gênico de fauna e flora, proteger o solo e assegurar o bem-estar das populações humanas.
O texto propaga a manutenção da vegetação a fim de promover o equilíbrio dos demais
recursos naturais envolvidos. A lei ainda difunde a visão sistêmica de meio ambiente,
denominada Geossistema por Viktor Borisovich Sotchava em 1978. No geossistema os
componentes individuais da natureza se encontram em uma relação sistêmica uns com os
outros interagindo também com a sociedade humana, ou seja, cada elemento mantém-se
distinto um do outro, porém possui indissociáveis interações e relações mútuas.
O artigo 4º da lei aborda a delimitação das APP’s, sendo em zonas rurais ou urbanas.
Os incisos I ao IV tratam da proteção dos recursos hídricos, indicando a delimitação da
16
vegetação marginal aos cursos d’água, área chamada de mata-ciliar. Essas áreas tiveram
suas distâncias mínimas alteradas em relação ao Código Florestal de 1965, provocando
polêmica entre os ambientalistas, pois passaram a serem baseadas na largura dos rios, desde
a borda da calha do leito regular.
Art. 4o Considera-se Área de Preservação Permanente, em zonas rurais ou urbanas, para os efeitos desta Lei: I - as faixas marginais de qualquer curso d’água natural perene e intermitente, excluídos os efêmeros, desde a borda da calha do leito regular, em largura mínima de: (Incluído pela Lei nº 12.727, de 2012). a) 30 (trinta) metros, para os cursos d’água de menos de 10 (dez) metros de largura; b) 50 (cinquenta) metros, para os cursos d’água que tenham de 10 (dez) a 50 (cinquenta) metros de largura; c) 100 (cem) metros, para os cursos d’água que tenham de 50 (cinquenta) a 200 (duzentos) metros de largura; d) 200 (duzentos) metros, para os cursos d’água que tenham de 200 (duzentos) a 600 (seiscentos) metros de largura; e) 500 (quinhentos) metros, para os cursos d’água que tenham largura superior a 600 (seiscentos) metros.
Cientistas afirmam que este não é um critério tecnicamente adequado para estabelecer
a margem de mata-ciliar necessária para a proteção eficiente do corpo d’água. O fato de a lei
passar a considerar o leito regular dos rios, ao invés do leito maior, para calcular as áreas de
APP também foi duramente criticado, visto que os períodos de cheia foram ignorados. Dessa
forma, a área para uso da terra aumenta e a área de preservação diminui significativamente.
Ainda há o fato de que em períodos de cheia as margens dos corpos hídricos ficarão
desprotegidas.
O artigo 4° ainda trata da proteção de áreas consideradas de risco:
V - as encostas ou partes destas com declividade superior a 45°, equivalente a 100% (cem por cento) na linha de maior declive; [...] VIII - as bordas dos tabuleiros ou chapadas, até a linha de ruptura do relevo, em faixa nunca inferior a 100 (cem) metros em projeções horizontais; IX - no topo de morros, montes, montanhas e serras, com altura mínima de 100 (cem) metros e inclinação média maior que 25°, as áreas delimitadas a partir da curva de nível correspondente a 2/3 (dois terços) da altura mínima da elevação sempre em relação à base, sendo esta definida pelo plano horizontal determinado por planície ou espelho d’água adjacente ou, nos relevos ondulados, pela cota do ponto de sela mais próximo da elevação; X - as áreas em altitude superior a 1.800 (mil e oitocentos) metros, qualquer que seja a vegetação;
No entanto, controverso a este artigo, o artigo 63 permite que essas áreas recebam
atividades que podem ser nocivas ao solo, como as atividades agrossilvipastoris.
17
Art. 63. Nas áreas rurais consolidadas nos locais de que tratam os incisos V, VIII, IX e X do art. 4o, será admitida a manutenção de atividades florestais, culturas de espécies lenhosas, perenes ou de ciclo longo, bem como da infraestrutura física associada ao desenvolvimento de atividades agrossilvipastoris, vedada a conversão de novas áreas para uso alternativo do solo.
Conforme o artigo 6º, também é considerada APP áreas declaradas de interesse social
por ato do Chefe do Poder Executivo com as finalidades de conter erosões no solo, mitigar
riscos de enchentes e deslizamentos de terra e de rocha, proteger restingas e várzeas, abrigar
exemplares da fauna ou da flora ameaçados de extinção, proteger áreas com valor científico,
cultural ou histórico, entre outras.
3.2.3 Recursos hídricos
No dia 8 de janeiro de 1997, foi estabelecido pela Lei nº 9.433 a Política Nacional de
Recursos Hídricos. Entre seus objetivos, listados no artigo 2º, destacam-se os incisos I e III,
que visam “assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em
padrões de qualidade adequados aos respectivos usos” e “a prevenção e a defesa contra
eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos
recursos naturais”. São objetivos relevantes, visto a crise hídrica a qual o Brasil tem
enfrentando nos últimos anos, especialmente a cidade de São Paulo.
A lei citada passou adotar a bacia hidrográfica como unidade de gestão e descentralizou
a gestão dos recursos hídricos, contando com a participação popular.
Art. 1º. A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes fundamentos: I - a água é um bem de domínio público; II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico; III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais; IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas; V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos; VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.
No processo de descentralização da gestão dos recursos hídricos foram criados os
Comitês de Bacia Hidrográfica (CBH), conforme disposto no artigo 37. Os comitês funcionam
como órgãos colegiados heterogêneos que atuam em escala regional, em bacias e sub-
bacias, e têm por finalidade estabelecer as prioridades sobre a gestão, o acompanhamento
do Plano de Recursos Hídricos, o consumo, a recuperação e o tratamento da água. Os
18
comitês intermediam a relação entre a população e o governo, visto que dialogam com estes
dois meios.
Entre o conjunto de diretrizes, metas e programas que constituem a Política Nacional
de Recursos Hídricos está a criação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos
Hídricos (SINGREH), composto pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH),
Agência Nacional de Águas (ANA), Conselhos de Recursos Hídricos dos Estados e do Distrito
Federal, Comitês de Bacia Hidrográfica (CBHs), além de órgãos públicos federal, estaduais e
municipais relacionados à gestão de recursos hídricos e das Agências de Água. O SINGREH
é responsável pela coordenação da gestão integrada das águas, pelo planejamento e controle
do uso, da preservação e da recuperação dos recursos hídricos e pela condução da cobrança
pelo uso desses recursos, entre outros objetivos.
A Política de Recursos Hídricos possui como instrumentos os Planos de Recursos
Hídricos, a cobrança pelo seu uso e o Sistema Nacional de Informações sobre Recursos
Hídricos (SNIRH), conforme consta no artigo 5º. Os Planos de Recursos Hídricos são planos
diretores de longo prazo elaborados por bacia hidrográfica, por Estado e para o País, nos
quais contém o diagnóstico da situação dos recursos, o balanço entre a disponibilidade e os
programas a serem implantados, entre outras informações, que podem ser vistas na Seção I
do Capítulo IV (artigos 6º ao 8º).
A cobrança pelo uso dos recursos hídricos tem o objetivo de “reconhecer a água como
bem econômico e dar ao usuário uma indicação de seu real valor” e “incentivar a
racionalização do uso da água”, além de “obter recursos financeiros para o financiamento
dos programas e intervenções contemplados nos planos de recursos hídricos” (art. 19).
O Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos “é um sistema de coleta,
tratamento, armazenamento e recuperação de informações sobre recursos hídricos e fatores
intervenientes em sua gestão” (art. 25), cujos objetivos são reunir dados e informações sobre
a situação qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos no país, atualizando
constantemente as informações sobre disponibilidade e demanda e, a partir disso, fornecer
subsídios para a elaboração dos Planos de Recursos Hídricos.
Cabe ressaltar que a Lei 9.433/97 compreende a ligação dos recursos hídricos com os
aspectos sociais, culturais, econômicos (art. 3º, incisos II e IV), e também com os demais
recursos naturais (art. 3º, inciso III). A politica ainda propõe a articulação da gestão dos
recursos hídricos com a do uso do solo (art. 3º, inciso V). Esses aspectos são fundamentais,
haja vista a estreita ligação entre a vegetação, o solo e os recursos hídricos, levando-se em
consideração as atividades humanas desenvolvidas.
19
Art. 3º Constituem diretrizes gerais de ação para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos: I - a gestão sistemática dos recursos hídricos, sem dissociação dos aspectos de quantidade e qualidade; II - a adequação da gestão de recursos hídricos às diversidades físicas, bióticas, demográficas, econômicas, sociais e culturais das diversas regiões do País; III - a integração da gestão de recursos hídricos com a gestão ambiental; IV - a articulação do planejamento de recursos hídricos com o dos setores usuários e com os planejamentos regional, estadual e nacional; V - a articulação da gestão de recursos hídricos com a do uso do solo; VI - a integração da gestão das bacias hidrográficas com a dos sistemas estuarinos e zonas costeiras.
Esta lei não trata explicitamente das águas subterrâneas, porém uma de suas diretrizes
é a gestão sistemática dos recursos hídricos, sem dissociação dos aspectos de quantidade e
qualidade, visto no art. 3º – inciso I, e o art. 12 – inciso II ainda diz que a extração de água de
aquífero subterrâneo está sujeito a outorga.
Os primeiros avanços em relação às águas subterrâneas foram as aprovações pelo
CNRH da Resolução nº. 15/2001, que estabelece diretrizes para gestão integrada das águas,
e da Resolução nº. 22/2002, que contempla diretrizes para a inserção dos estudos sobre
águas subterrâneas nos Planos de Recursos Hídricos, considerando seus usos múltiplos, as
características dos aquíferos e seus aspectos de qualidade e quantidade.
Como foi dito anteriormente, os Planos de Recursos Hídricos deveriam ser elaborados
nos âmbitos de bacias hidrográficas, estadual e nacional. No caso deste último, a sua criação
ocorreu depois de um amplo processo de mobilização e participação social, sendo aprovado
apenas em 30 de janeiro de 2006, pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos, o documento
final do Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH).
O PNRH está organizado em quatro componentes principais, subdivididos em 13
programas e 30 subprogramas. Destaca-se a relevância que foi dada às águas subterrâneas
no plano em questão, que em seu Volume 4 propõe a criação e implementação do Programa
Nacional de Águas Subterrâneas (PNAS), aprovado em 2009 pelo CNRH através da
Resolução nº. 99/2009. A execução de tal programa cabe ao governo federal, por meio da
Agência Nacional das Águas (ANA) e da Secretaria de Recursos Hídricos e Ambiente Urbano
(SRHU), do Ministério do Meio Ambiente (MMA) em parceria com os órgãos estaduais de
recursos hídricos.
O Plano Nacional de Recursos Hídricos foi fundamental no que diz respeito aos recursos
hídricos subterrâneos, pois contribuiu efetivamente para colocar as águas subterrâneas na
agenda nacional e através do PNAS oficializou uma Política Nacional de Águas Subterrâneas.
Essas medidas trarão ganhos ao Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos,
possibilitando uma gestão integrada e participativa das águas subterrâneas como já ocorre
na gestão das águas superficiais.
20
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Características gerais da área de estudo
4.1.1 Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos Integrada do Médio
Paranapanema
O município de Assis integra a Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do
Médio Paranapanema (UGRHI-17), composta por 42 municípios cujas sedes estão inseridas
em sua área de abrangência, que é de aproximadamente 16.749 km². Outros 13 municípios
possuem parte de seu território inserido na área da UGRHI-17, porém como suas sedes estão
fora desta área, eles são chamados de “municípios com área contida” (Figura 5).
A unidade hidrográfica em questão é composta predominantemente por pequenos
municípios, conforme aponta os dados do Plano de Bacia da UGRHI-17 (Relatório Técnico
CPTI nº. 271/07). Entre os 42 municípios abrangidos, 18 possuem no máximo 5.000
habitantes. No entanto, estes municípios representam apenas 9,9% da população da UGRHI-
17. Por outro lado, os três municípios mais populosos (Ourinhos, Assis e Avaré) detêm 42,6%
da população.
A UGRHI 17 agrega apenas os tributários da margem direita do curso médio do Rio
Paranapanema, que não é contemplado pela unidade por se tratar de um rio que compõe uma
divisa entre estados, neste caso divisa entre São Paulo e Paraná. Dessa forma, o Rio
Paranapanema é de domínio da União, sendo responsabilidade do Governo Federal o seu
gerenciamento. Para tal fim, em dezembro de 2010 o Conselho Nacional de Recursos Hídricos
(CNRH) aprovou a criação do Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio Paranapanema em âmbito
interestadual.
21
Figura 5 – Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Médio Paranapanema – UGRIH-17
Fonte: CBH-MP.
22
Sob a competência de gerenciar os recursos hídricos da unidade 17, visando à sua
recuperação, preservação e conservação, conforme prescreve a Lei Estadual nº. 7.663/91, o
Comitê da Bacia Hidrográfica do Médio Paranapanema (CBH-MP) foi criado no dia 2 de
dezembro de 1994, no município de Cândido Mota – São Paulo.
Os Comitês de Bacia Hidrográfica, integrantes do Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos Hídricos (SIGRH), são órgãos colegiados, consultivos e deliberativos, de nível estratégico, com atuação descentralizada nas unidades hidrográficas estabelecidas pelo Plano Estadual de Recursos Hídricos (Lei Estadual 9.034/94) [...] (CBH-MP, s/d).
O CBH do Médio Paranapanema possui 39 representantes titulares e 39 representantes
suplentes para compor o plenário, sendo este dividido paritariamente entre os segmentos
Estado, Município e Sociedade Civil, conforme consta no artigo 8º do Estatuto do CBH-MP,
de 15 de dezembro de 2000:
Artigo 8º – O plenário do CBH-MP, assegurada a paridade de votos entre Estado, Municípios e Sociedade Civil, será composto pelos membros abaixo relacionados, com direito a voz e voto: I – Treze (13) representantes do Estado e respectivos suplentes, designados pelos titulares das entidades representadas e que, prioritariamente, exerçam suas funções em unidades regionais existentes na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Médio Paranapanema, cujas atividades se relacionem com o gerenciamento ou uso dos Recursos Hídricos, proteção ao meio ambiente, planejamento estratégico e gestão financeira do Estado. II – Treze (13) prefeitos dos municípios situados na bacia hidrográfica do Médio Paranapanema, que indicarão seus respectivos suplentes, com direito a treze (13) votos, com critérios de representação a serem definidos pelos mesmos. III – Treze (13) representantes da sociedade civil e respectivos suplentes, indicados por entidades legalmente constituídas, com sede na Bacia, escolhidos em plenárias de cada uma das categorias abaixo relacionadas, sendo um titular com direito de voto e voz e um suplente: a) Usuários de águas (04 votos) b) Universidades e Institutos de pesquisas (02 votos) c) Associações de Classe e Associações Técnicas (02 votos) d) Associações Comunitárias, Ambientalistas, Clubes de Serviços e
Sindicatos (05 votos)
A eleição para a escolha dos membros é realizada a cada dois anos, sendo a última
sucedida em março de 2015 para a Gestão 2015/2016. Embora os municípios com área
contida não pertençam a esta UGRHI, eles possuem o direito de integrarem o comitê mediante
aprovação do plenário. Dessa maneira, atualmente 46 municípios integram o Comitê da Bacia
Hidrográfica do Médio Paranapanema, sendo 4 municípios com área contida: Botucatu,
Agudos, Lutécia e Garça (CBH-MP, 2007, p. 13), mostrados na Figura 6.
23
Figura 6 – Municípios que integram o Comitê da Bacia Hidrográfica do Médio Paranapanema
Fonte: CBH-MP, 2007, p. 14.
24
O CBH-MP possui três Câmaras Técnicas (CT) e um Grupo de Técnico (GT):
Planejamento, Avaliação e Saneamento; Educação Ambiental, Capacitação, Mobilização
Social e Informações em Recursos Hídricos; Institucional e Legal; e Implantação da Cobrança,
respectivamente.
A Câmara Técnica de Planejamento, Avaliação e Saneamento (CT-PAS) é responsável,
basicamente, pelo acompanhamento de estudos e elaboração de pareceres técnicos de
interesse do comitê, sobretudo em atividades relacionadas ao planejamento e
desenvolvimento regional. Compete à Câmara Técnica de Educação Ambiental, Capacitação,
Mobilização Social e Informações em Recursos Hídricos (CTEM) propor e acompanhar
diretrizes, planos e projetos de educação ambiental e capacitação em recursos hídricos na
área de atuação do comitê, especialmente quando financiados pelo FEHIDRO (Fundo
Estadual de Recursos Hídricos), entre outras atribuições.
Cabe à Câmara Técnica Institucional e Legal (CTIL) a responsabilidade pela
regulamentação das legislações estadual e federal sobre recursos hídricos, buscando integrar
e compatibilizar o Sistema Estadual de Recursos Hídricos com sistemas correlatos e ainda
acompanhar estudos sobre a cobrança pelo uso das águas. Por fim, o Grupo Técnico para
Implantação da Cobrança (GT-COB), composto por representantes de todos os setores
usuários (públicos e privados), entidades da sociedade civil e gestores DAEE (Departamento
de Águas e Energia Elétrica) e CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), tem
a finalidade de fornecer apoio técnico para a implantação da cobrança pelo uso a água.
4.1.2 Diagnóstico ambiental do município de Assis
A área de estudo deste trabalho é o município de Assis, localizado na região oeste do
Estado de São Paulo, a 434 km de distância da capital (Figura 7), com população estimada
em 100.911 habitantes, segundo o IBGE (2014).
25
Figura 7 – Mapa da localização do município de Assis – SP
Fonte: Organizado pelo autor.
Conforme a classificação dos Domínios de Natureza no Brasil de Aziz Ab’Sáber (2003),
grande parte do território do Estado de São Paulo localiza-se na área do domínio dos “mares
de morros” florestados, caracterizado pela decomposição funda das rochas cristalinas,
presença de solos de tipo latossolo, superposição de solos devido às flutuações climáticas
finais do Quaternário, mamelonização das vertentes, drenagem e lençol d’água subterrâneo
originalmente abundante.
Essas características também se aplicam à região da cidade de Assis, inserida no
Planalto Ocidental Paulista, que possui um relevo “levemente ondulado com predomínio de
colinas amplas e baixas com topos aplanados” (Ross; Moroz, 1997) e ocupa a maior parte da
área total do Estado.
Geologicamente, o município de Assis está localizado sobre rochas sedimentares e
ígneas da Bacia Sedimentar do Paraná, uma das maiores e mais importantes bacias
sedimentares brasileiras. Essas rochas são predominantemente mesozóicas, mas também
há depósitos sedimentares recentes, de idade cenozóica.
A Bacia Sedimentar do Paraná (Figura 8) é a mais importante província hidrogeológica
do Brasil, armazenando por volta de 45% das reservas de água subterrânea do território
nacional. A sua localização estratégica a torna relevante, pois se estende por regiões bastante
desenvolvidas demográfica e economicamente. Sua notoriedade hidrogeológica se dá pelo
26
fato de que nesta bacia estão localizados alguns aquíferos importantes, tal como os arenitos
Furnas e Itararé que são cobertos por um pacote basáltico de grande extensão lateral
formando o Aquífero Guarani, um dos principais sistemas aquíferos do mundo, composto
pelas Formações Botucatu e Pirambóia. Sobre o Guarani há a Formação Serra Geral,
compondo um aquífero fraturado, e acima dele os arenitos dos Grupos Bauru/Caiuá que
compõe outro aquífero.
Figura 8 – Mapa geológico simplificado da Bacia do Paraná
Fonte: Boscardin Borghetti et al (2004, adaptado de Paulipetro, 1981).
27
Mais de 60% das áreas aflorantes da UGRHI-17 corresponde ao Grupo Bauru e suas
Formações Adamantina e Marília, e quase 40% às rochas da Formação Serra Geral do Grupo
São Bento (CBH-MP, 2007, p. 29). A área do município de Assis encontra-se justamente na
divisa das formações Serra Geral e Adamantina, visto na Figura 9.
Figura 9 – Principais unidades aquíferas aflorantes na UGRHI-17
Fonte: CBH-MP, 2007, p. 30.
A Formação Adamantina é uma unidade hidrogeológica de extensão regional, contínua,
livre a semiconfinada, constituída por depósitos fluviais com predominância de arenitos finos
a muito finos e com espessura média de 100 metros, podendo chegar a 250 mentros.
Enquanto a Formação Serra Geral é definida como rochas vulcânicas toleíticas em derrames
basálticos de coloração cinza a negra. O acúmulo e a circulação de água subterrânea nesta
formação ocorrem nas zonas de fraturamento e falhamentos, bem como pelas
descontinuidades entre os derrames (zona vesículo-amigdaloidal).
Os solos que ocorrem na região, portanto, têm sua distribuição condicionada pelas
características do substrato rochoso e do relevo, dessa maneira, apresentando especialmente
três classes de solos: Latossolos, Nitossolos e Argissolos. Encontrados no vale do Rio
Paranapanema, os Latossolos e Nitossolos, anteriormente chamados de “terra roxa”, são
vermelhos, férricos e muito eutróficos, características que os tornam muito produtivos. A sua
fertilidade natural relativamente alta, aliada às condições climáticas e à topografia, são fatores
em grande parte responsáveis pela alta produção agrícola da região. Já os Argissolos, são
solos férteis, “superficialmente arenosos, e com horizonte B de acúmulo de argila,
desenvolvida a partir de arenitos com cimento calcário” (Lepsch, 2002, p. 141), sendo
classificados como Argissolos Vermelho-Amarelos Eutroficos.
Seguindo a classificação climática de Köppen, baseada em dados mensais
pluviométricos e termométricos, o município de Assis encontra-se em uma zona de transição
28
climática entre dois tipos climáticos: Cwa e Cfa (Figura 10). O tipo Cwa é dominante no
Estado, sendo caracterizado pelo clima tropical de altitude, com ocorrências de chuvas no
verão e seca no inverno e temperatura média do mês mais quente superior a 22°C. Já o tipo
Cfa também diz respeito ao clima tropical com verão quente, porém sem estação seca de
inverno, cuja temperatura do mês mais frio pode oscilar entre 18°C e -3°C.
Figura 10 - Classificação Climática de Koeppen do Estado de São Paulo atualizada
Fonte: adaptado a partir de Setzer, 1966.
A vegetação de Assis é composta por fragmentos, geralmente isolados e vulneráveis,
de Cerrado (predominando a fisionomia Cerradão) e Mata Atlântica (Floresta Estacional
Semidecidual). Frente ao avanço da agricultura e da pecuária na região, a fauna nativa, assim
como a flora, foi arrasada, de maneira que apenas as espécies com maior plasticidade
conseguiram sobreviver ou manter populações razoáveis. A Estação Ecológica de Assis
preserva um dos maiores fragmentos de vegetação natural da região do Médio
Paranapanema, o Cerrado.
29
4.2 Índice de vegetação
Os índices de vegetação geralmente destacam o comportamento espectral da
vegetação presente na imagem, que trata-se do resultado da interação da radiação
eletromagnética com os aspectos biofísicos da superfície, tais como biomassa, Índice de Área
Foliar (IAF), vigor da vegetação, cobertura do solo, atividade fotossintética, dentre outros
aspectos captados pelos sensores remotos.
A disponibilidade hídrica do sistema influencia diretamente os valores obtidos nos
índices, visto que a vegetação necessita de precipitação e/ou irrigação para permanecer
saudável. Dessa forma, as imagens de satélite de períodos úmidos e de estiagem
apresentarão resultados distintos. Os períodos de maior produtividade vegetal são os que
registram maiores valores no índice de vegetação, fato que ocorre na estação chuvosa,
enquanto a estação seca é o período de menor produtividade, apresentando valores baixos
no índice de vegetação. Entretanto, comumente as melhores imagens de satélite são
captadas justamente no período de estiagem, pois nessa temporada normalmente há menor
cobertura de nuvens sobre a área alvo.
A modelagem dos índices de vegetação é obtida por meio de processamento de informações contidas nas bandas que apresentam refletância na região do visível (vermelho) e do infravermelho próximo do espectro eletromagnético. Na faixa espectral do vermelho, há alta absorção de energia solar devido à presença da clorofila e isso ocasiona baixa reflectância. Por sua vez, na faixa do infravermelho próximo, essa absorção é baixa e resulta em alta reflectância. Portanto, a combinação dessas duas faixas espectrais realçam as áreas de vegetação nas imagens e, quanto maior o contraste maior é o vigor da vegetação na área imageada. (Alvarenga; Moraes, 2014)
O índice de vegetação selecionado para esta pesquisa é o NDVI (Índice de Vegetação
por Diferença Normalizada, em tradução livre), que foi criado por Rouse et al. em 1974,
aplicado especialmente em pesquisas de cunho ambiental, uma vez que permite realizar
análises a respeito da cobertura vegetal de determinada região em diversas escalas, tais
como estudos de modelagem climática e hidrológica, estimativas de parâmetros da
vegetação, atividades agrícolas, monitoramento de secas, detecção de desmatamentos, entre
outras aplicações.
O índice é resultado da razão entre a diferença da energia eletromagnética refletida pela
vegetação nas bandas do infravermelho próximo (NIR), com o comprimento de onda de 0,8
micrômetros, e a reflectância do vermelho (R), que possui o comprimento de onda de 0,6
micrômetros, dividida, respectivamente, pela soma das mesmas, sendo traduzida na seguinte
equação:
30
NDVI = (NIR – R) / (NIR + R)
Este índice varia, teoricamente, de -1 a 1, sendo o menor valor referente à vegetação
sem folha, submetida a condição de estresse hídrico por déficit de água no solo e o maior
valor relativo à vegetação densa, ou seja, com folhas e sem restrições hídricas, na plenitude
de suas funções metabólicas e fisiológicas, que, nesta condição, absorve intensamente
radiação solar na região do vermelho para utilizá-la como fonte de energia no processo de
fotossíntese. Por outro lado, as células das plantas refletem na região do infravermelho
próximo. Como se trata de um índice referente à vegetação a água e as nuvens geralmente
apresentam valores negativos.
Dessa maneira, a quantidade de energia absorvida no vermelho e refletida no
infravermelho varia conforme as condições das plantas. Portanto, quanto mais sadia e verde
a planta estiver maior será a absorção do vermelho e a reflectância do infravermelho, assim
aumentando a diferença entre as reflectâncias de tais bandas. Deste modo, para gerar o NDVI
de uma imagem é necessário utilizar apenas as bandas cujos comprimentos de onda
correspondem a região do visível vermelho ao infravermelho próximo.
Embora o NDVI seja bastante utilizado no sensoriamento remoto, ele apresenta
algumas limitações. Segundo Jensen (2009, p. 388), como o índice é baseado em razão, “é
não-linear e pode ser influenciado por efeitos ruidosos aditivos, tais como radiância de
trajetória atmosférica”. Pode ocorrer também de o NDVI apresentar saturação quando o valor
de Índice de Área Foliar (IAF) for muito alto. Outra limitação é pelo fato de o índice ser sensível
a variações do substrato sob o dossel, apresentando valores altos com substratos mais
escuros.
4.3 Procedimentos metodológicos
Para realizar esta pesquisa foram utilizadas imagens provenientes do satélite Landsat-
8, captadas pelo sensor Operacional Land Imager (OLI). As imagens são disponibilizadas pela
United States Geological Survey (USGS) e distribuídas no Brasil gratuitamente pelo INPE
através de seu website (www.inpe.br).
Como o propósito do trabalho é comparar os índices de vegetação dos períodos seco e
úmido no município de Assis – SP, foi utilizado uma imagem captada na data de 11 de agosto
de 2015 às 13h22min e outra captada em 17 de dezembro de 2015 às 13h23min, a fim de
ilustrar os referentes períodos, respectivamente. Tais imagens foram escolhidas por serem
atuais, por sua qualidade e também pela baixa porcentagem de presença de nuvens sobre a
região de estudo.
31
Conforme a configuração das bandas espectrais dos sensores do Landsat-8, que
sofreram alterações em relação aos satélites anteriores, as utilizadas nos processos de
composição de cores foram: 2 (Blue), 3 (Green), 4 (Red) e 5 (NIR). Na composição RGB de
cor natural foram usadas as bandas 4, 3 e 2 e para gerar o NDVI foram consideradas as
bandas 5 e 4, que, no caso deste satélite, correspondem às bandas do Infravermelho
Próximo (NIR) e do Vermelho (R), respectivamente.
Também foram utilizados arquivos vetoriais de limites das unidades da federação e
limites municipais do Estado de São Paulo para a elaboração do mapa de localização do
município apresentado no tópico 4.1, ambos disponibilizados gratuitamente pelo IBGE
(http://downloads.ibge.gov.br).
Todo o processo foi executado na plataforma de Sistema de Informação Geográfica
(SIG) QGIS 2.12.1, também disponível para download gratuito na internet (www.qgis.org).
O primeiro procedimento realizado foi a composição de bandas RGB, executado através
da função “Raster – Miscelânea – Mosaico”. Posteriormente foi feita a aplicação da álgebra
de mapas (NDVI) utilizando a função “Raster – Calculadora raster”. Feitos esses processos,
foi realizado o recorte das imagens extraindo apenas a área do município de Assis, que é o
objeto de estudo da pesquisa, por meio da função “Raster – Extração – Cortador”. Foi utilizado
o arquivo vetorial do seu limite municipal, baixado do site do IBGE, como referência para o
recorte.
Após a composição de bandas RBG e a aplicação da álgebra de mapas, foi realizada a
classificação temática dos resultados obtidos por meio das opções de renderização de bandas
presentes nas propriedades da imagem de modo a estabelecer os intervalos de cada índice.
Por fim, procedeu-se com a estruturação dos layouts finais. Nesta etapa foram gerados
o mapa de referência (composição RGB) e os mapas temáticos para os índices de vegetação
e para isso foram utilizados os mesmos parâmetros, tais como escala, número de intervalos
e definição de cores temáticas.
32
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 Geração dos índices de vegetação NDVI
Os Índices de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) das imagens Landsat-8 dos
meses de agosto e dezembro de 2015 do município de Assis – SP (Figura 11) representaram
de forma satisfatória a vegetação e outros alvos, tais como corpos d’água, solo exposto e
mancha urbana.
Conforme a variação do índice, que deve ocorrer no intervalo de -1 a 1, os valores
mínimos e máximos obtidos por meio da álgebra de mapas variam entre 0.0 a 0.6. Para maior
clareza da interpretação dos mapas, foi adotado um padrão de intervalos e tonalidades, no
qual foram utilizadas as mesmas cores para os mesmos intervalos de valores em ambas as
ilustrações. Dessa forma, é possível observar claramente a diferença entre os mapas dos
índices de vegetação.
O inverno na região sudeste do Brasil ocorre entre os meses de junho a setembro,
período marcado pelo baixo volume de precipitação e pelo tempo seco, fato que fica evidente
no mapa do NDVI do período seco. A coloração verde clara indica que a vegetação não está
em seu estado mais saudável e isso pode ocorrer em razão de alguns fatores, principalmente
climáticos, como a ocorrência de temperaturas abaixo do necessário para o desenvolvimento
do plantio, a menor incidência de radiação solar, que tem influência direta na atividade
fotossintética da planta e o mais importante, que é o baixo volume de precipitação que, por
consequência, influencia na umidade relativa do ar e na disponibilidade hídrica, afetando a
irrigação das culturas, entre outros fatores. Cabe lembrar que tais fatos são característicos do
período de inverno da região sudeste do Brasil.
As áreas em vermelho e laranja são as que possuem menor reflectância,
compreendendo o intervalo de valores de 0,0 a 0,2. Essas áreas podem indicar a presença
de solo exposto, corpos d’água e áreas edificadas, pois a reflectância desses elementos é
baixa. É possível perceber a mancha urbana de Assis, facilmente identificável no mapa. As
outras áreas podem se tratar de solos expostos, explicada pelo fato de o mês de agosto
pertencer ao período entressafra de algumas culturas, época entre a colheita e o plantio de
um produto, na qual o solo é preparado para receber a próxima safra, portanto permanecem
expostos durante algumas semanas. Já as áreas com a tonalidade amarelada podem ser de
plantações que estão no processo de colheita ou foram recentemente colhidas, visto que o
período é de colheita para outras culturas, como a da cana-de-açúcar, que é muito comum
nesta região.
33
Figura 11 – Mapas dos índices de vegetação do município de Assis referentes aos períodos seco e úmido
Fonte: Organizado pelo autor.
34
Com relação ao mapa do NDVI do período úmido nota-se bastante diferença em suas
cores em relação às tonalidades do outro mapa. Fato indicado através dos intervalos de
valores do índice, que variam de 0,1 a 0,6, ou seja, apontam que os seus valores mínimo e
máximo são superiores aos valores do mapa anterior.
Como mencionado anteriormente no texto, a imagem utilizada para gerar o NDVI do
período úmido e o mapa em questão foi captada no dia 17 de dezembro, período do fim da
primavera e início do verão. Estas estações são marcadas pelas altas temperaturas, elevados
índices de precipitação e umidade relativa, fatores fundamentais que também devem ser
considerados durante a análise do mapa.
Nota-se que, ao contrário do mapa do NDVI do período de inverno, este não possui
valores inferiores a 0,1 e, por sua vez, não apresenta a coloração avermelhada. Dessa forma,
as áreas que apresentavam baixa reflectância no mês de agosto passaram a exibir valores
de reflectância mais altos no mês de dezembro.
A mancha urbana, os corpos d’água e os solos expostos dessa vez apresentam valores
um pouco mais elevados, indicados pelo tom alaranjado. Este acréscimo pode ter sucedido
devido à maior incidência de radiação eletromagnética e, consequentemente, maior o índice
de reflectância. Outro fator que pode ter influenciado é a disponibilidade hídrica, visto que em
dezembro a ocorrência de precipitação é elevada, fato que influencia na umidade do solo e
na presença de nutrientes, por exemplo. No entanto, a presença de solo exposto é bem menor
que nos mês de agosto, pois dezembro encontra-se em meio ao período de uma nova safra,
provavelmente iniciada no mês de outubro, época de plantio de várias culturas. Portanto, os
solos anteriormente expostos foram cobertos com vegetação.
As áreas com tonalidade amarelada e verde clara podem indicar cultivos colhidos a
pouco tempo ou recém-plantados, considerando que muitas safras se iniciam em outubro,
como foi dito. Por fim, as tonalidades de verdes escuras representam a vegetação com mais
vigor, bem desenvolvida, com Índice de Área Foliar (IAF) mais elevado, entre outros aspectos.
A fotointerpretação da composição RGB em cor natural do município de Assis (Figura
12) foi bastante importante, pois contribuiu para a identificação e determinação dos elementos
presentes nas imagens e nos mapas dos resultados obtidos nos índices NDVI de agosto e
dezembro.
Embora os índices de vegetação de períodos úmidos apresentem melhor resposta
espectral, a composição de bandas RGB foi feita com a cena do mês de agosto, uma vez que
imagens de períodos secos são mais indicadas para tais situações devido à ausência de
nuvens, como já foi abordado no texto.
No mapa podem ser observadas as áreas da Floresta Estadual de Assis e do Instituto
Florestal no centro da imagem, destacas em verde escuro no mapa, muito importantes para
a cidade e para a região. Também pode ser visualizada a presença de matas ciliares e
35
diferentes tipos de plantações, representados em diversas tonalidades e rugosidades. Ainda
é possível ver mais claramente a forte presença de áreas com solo exposto, indicando o
período entressafras.
Figura 12 – Mapa da composição RBG do município de Assis – SP
Fonte: Organizado pelo autor.
36
É importante frisar que o cenário apresentado nos mapas é posterior à crise hídrica
histórica que assolou o estado de São Paulo entre os anos de 2014 e 2015. Os níveis dos
reservatórios de todo o estado caíram e, em muitas cidades, os moradores enfrentaram a falta de
água, especialmente na região metropolitana de São Paulo, sendo obrigados a controlar ao
máximo o seu consumo.
O nível da água do Sistema Cantareira, que é formado por cinco represas e responsável por
abastecer cerca de 9 milhões de habitantes da região metropolitana, baixou tanto que foi preciso
realizar obras para viabilizar o fornecimento da água do chamado “volume morto”, reserva que está
abaixo dos túneis de captação.
A situação só começou a melhorar no fim de 2014 com a ocorrência de chuvas. Ainda assim,
o longo período de seca provocou muitos danos ambientais e econômicos, visto que safras foram
perdidas, acarretando a alta dos preços de alimentos, e até a piracema foi comprometida, pois os
peixes não conseguiam subir os rios para se reproduzirem. A seca não afetou o município de
Assis como em outras cidades do interior do estado, não houve racionamento de água, porém as
safras foram prejudicadas.
Em 2015 a situação hídrica continuou apresentando melhora, no entanto houve a
ocorrência do fenômeno El Niño, que trata-se de um fenômeno atmosférico-oceânico no qual
ocorre um aquecimento anormal das águas superficiais da faixa tropical do Oceano Pacífico
que afeta o clima regional e global, de forma a alterar os padrões de vento a nível mundial e,
por consequência, interfere nos regimes de chuva em regiões tropicais e de latitudes médias.
No Brasil, esse fenômeno alterou drasticamente o clima, provocando um período de seca no
decorrer do ano e no período úmido ocasionou chuvas torrenciais com volumes acima das
médias previstas. Assim sendo, os resultados obtidos através do NDVI podem destoar de
alguma maneira das características e do padrão climático da região para os referidos
períodos.
Dessa forma, diante dos resultados alcançados, é possível destacar a eficácia do Índice
de Vegetação por Diferença Normalizada como indicador do estado vegetativo, visto que
apresenta resultados aproximados da realidade. No entanto, vale salientar que se faz
necessário possuir certo nível de conhecimento da área pesquisada, por qualquer meio que
seja, para realizar uma melhor fotointerpretação da área, e que a utilização de imagens de
satélites e índices de vegetação deve ser realizada de maneira criteriosa, se possível
empregando outras fontes de informações.
A utilização de imagens captadas pelo sensor OLI do Landsat-8 para estimar os índices
de vegetação apresentou resultados satisfatórios. Sua resolução espectral, a resolução
radiométrica e a mudança nos intervalos do espectro dos canais das bandas possibilitam
maior caracterização dos elementos presentes na imagem, otimizando o mapeamento da
cobertura vegetal e de outros elementos.
37
Este material, avaliado de forma temporal fornece informações importantes a respeito
de determinada região, podendo ser utilizadas, além de fins científicos, como já acontece, em
estudos e planejamentos oficiais, como, por exemplo, em planejamentos urbanos, planos
diretores de municípios, diretrizes de uso e ocupação do solo. Esse material também pode
ser utilizado por órgãos responsáveis pelo planejamento de bacias hidrográficas, tal como os
comitês de bacias hidrográficas. Especialmente, no cenário atual com a crescente pressão
sobre os recursos de água doce, causada pelo aumento da demanda, desperdício e
progressiva poluição em nível planetário.
Como se sabe, os planos de bacias hidrográficas são de natureza estratégica e
operacional, uma vez que visam orientar a sociedade e os tomadores de decisão para a
recuperação, proteção e conservação dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos das
bacias ou regiões hidrográficas correspondentes, garantindo seus usos múltiplos de forma
racional e sustentável.
Como o documento tem objetivos em longo prazo, ocorrendo revisões e atualizações
periódicas, o material apresentado pode ser aplicado em todas as suas fases de construção.
Na fase preparatória, onde ocorre o levantamento de dados e a formulação do plano de
trabalho, a análise espaço-temporal das imagens e de índices de vegetação pode contribuir
para traçar um perfil de uso e ocupação do solo ou do ciclo hidrológico na região, por exemplo.
Na fase do diagnóstico, que expõe o cenário atual, o material pode colaborar na detecção de
problemas e potencialidades da área. Em relação ao prognóstico, a análise espaço-temporal
também pode auxiliar na projeção de cenários. Por fim, podem ser utilizados para o
estabelecimento das metas do plano e em seu monitoramento e avaliação, que, por sua vez,
fornecerão informações para as revisões e atualizações necessárias.
Além disso, como se sabe, os planos de bacias não tratam apenas dos recursos
hídricos, uma vez que possuem uma concepção da bacia hidrográfica como a conjunção de
fatores ambientais e, dessa forma, adota o planejamento ambiental integrado. Visto isso,
como foi dito e até ilustrado ao longo do trabalho, o material apresentado neste projeto
também se faz útil no que diz respeito ao levantamento de outras informações de natureza
ambiental importantes para os planos de bacias hidrográficas, tal como os tipos de vegetação
e relevo presentes na área de abrangência da bacia, o uso do solo e as possíveis
consequências das ações antrópicas, ocorrência de precipitação, entre outras, permitindo
realizar o zoneamento ambiental da área.
38
5.2 Produção de material tutorial para geração dos índices de vegetação
Os mapas gerados, tanto de NDVI quanto a composição colorida podem auxiliar no
planejamento e ordenação do território, principalmente no que diz respeito à bacias
hidrográficas e recursos hídricos. Os procedimentos básicos são descritos de forma didática,
em estilo passo a passo no Anexo 1.
A partir de produtos gratuitos foi possível realizar todos os procedimentos necessários
para a concretização da pesquisa. Como foi citado no texto, foram utilizadas imagens de
satélite disponibilizadas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o qual exige
apenas a realização de um cadastro em seu website para ter acesso ao seu catálogo de
imagens. Também foram usadas malhas gráficas dos limites das unidades da Federação e
dos limites municipais do Estado de São Paulo, disponíveis na página de downloads do
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Por fim, para realizar o processamento
digital das imagens foi utilizado o software de sistemas de informações geográficas QGIS
(versão 2.12.1) que está disponível para download gratuito em seu site oficial. Este SIG
mostrou-se uma ótima plataforma para trabalhar com imagens e informações geográficas,
pois possui ferramentas semelhantes a outros sistemas e é fácil de usá-las.
Dessa forma, foi constatado que é possível utilizar produtos livres, ou seja,
disponibilizados de maneira gratuita através da internet em trabalhos científicos e até mesmo
para a elaboração e monitoramento de projetos cuja responsabilidade é do poder público. Um
exemplo de emprego é na rotina de análises e planejamentos de bacias hidrográficas e
recursos hídricos são que realizadas de maneira espaço-temporal.
A principal vantagem do uso de produtos livres comparados aos privativos diz respeito
a economia proporcionada por tais. As imagens de satélites são comercializadas por valores
pouco acessíveis a determinados usuários e o preço das licenças de certos softwares podem
custar até 70% de seu valor. Além disso, normalmente, uma licença pode ser usada apenas
para um computador, dessa maneira, elevando o gasto.
Em contrapartida, os softwares livres são isentos de pagamento de licenças, fator que
pode causar forte impacto no orçamento de um órgão ou pessoa física, visto que licenças
para a utilização de softwares privativos podem representar um grande custo ao ano para
elas. Cabe lembrar que a aquisição de softwares por outros meios que não sejam através de
licenças oficiais comercializadas pelas empresas responsáveis é caracterizada como pirataria
de software, portanto, enquadra-se como crime.
É evidente que os produtos livres possuem limitações em relação aos privativos, porém,
dependendo da finalidade de seu uso eles mostram-se ótimos instrumentos, fáceis de
manipular e ainda são econômicos.
39
6. CONCLUSÃO
A metodologia aplicada a esta pesquisa possibilitou a comparação dos resultados dos
Índices de Vegetação por Diferença Normalizada dos meses de agosto e dezembro de 2015
gerados para o município de Assis – SP, evidenciando a diferença de reflectância dos
elementos nos períodos seco e úmido.
O mapa de agosto apresenta áreas do município em cores quentes (vermelho e laranja)
e tons de verde claro sugerindo deficiência hídrica da vegetação e solos parcialmente e
totalmente expostos, indicando a utilização do solo para a agricultura e a pecuária. O mapa
de dezembro, por sua vez, exibe praticamente toda a área do município com coloração
esverdeada em tons mais escuros indicando que a vegetação encontra-se mais saudável que
a anterior, fato que pode acontecer por alguns motivos, tais como boa disponibilidade hídrica,
presença de nutrientes no solo, atividade fotossintética, entre outros.
Os produtos gerados são ferramentas úteis no planejamento de bacias hidrográficas,
como foi discutido na pesquisa. A utilização de tais tecnologias se mostra cada vez mais
importante e necessária para os trabalhos científicos e planos diretores que necessitem de
informações geográficas, uma vez que são atualizadas e precisas.
O NDVI não possibilita apenas avaliar a vegetação, através dele também é possível
extrair conhecimentos acerca da geologia, geomorfologia, climatologia, pedologia e hidrologia
de determinada região. A partir de tais informações pode-se realizar o zoneamento ambiental
ou zoneamento ecológico-econômico (ZEE) da área, que trata-se de um instrumento de
planejamento do uso do solo e gestão ambiental, bastante utilizado em pesquisas e planos
diretores que tratam da gestão ambiental integrada, tal como os planos de bacias
hidrográficas e planos de manejo, por exemplo.
Em relação ao uso de imagens de satélite e SIG, com o passar dos anos têm se
popularizado cada vez mais, sendo muito presentes na comunidade acadêmica e em órgãos
e instituições. No entanto, o desafio é implementar tais tecnologias nas escolas para que os
jovens se familiarizem e passem a utilizá-las.
A partir das ferramentas empregadas na pesquisa podem ser gerados índices de
vegetação semelhantes aos apresentados para qualquer área de estudo, que se analisados
individualmente ou de forma espaço-temporal se fazem ótimas fontes de informações.
Portanto, conclui-se que este trabalho atingiu seus objetivos, uma vez que foram gerados os
índices de vegetação de períodos diferentes e realizada a caracterização da cobertura vegetal
do município de Assis – SP, de modo a promover o uso do NDVI e das imagens do satélite
Landsat-8.
40
7. REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS
AB’ SÁBER, A. Os domínios de natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. São Paulo: Ateliê Editorial, ed. 4, 2003. ALVARENGA, A. S.; MORAES, M. F. Processamento digital de imagens LANDSAT – 8 para obtenção dos índices de vegetação NDVI e SAVI visando a caracterização da cobertura vegetal no município de Nova Lima – MG. 2014. Disponível em: <http://mundogeo.com/blog/2014/06/10/processamento-digital-de-imagens-landsat-8-para-obtencao-dos-indices-de-vegetacao-ndvi-e-savi-visando-a-caracterizacao-da-cobertura-vegetal-no-municipio-de-nova-lima-mg/> Acesso em: 01 Dez. 2015. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS. Educação. Águas subterrâneas, o que são? Disponível em: <http://www.abas.org/educacao.php> Acesso em: 15 Nov. 2015. BRASIL. Constituição (1988). Constituição da República Federativa do Brasil. Brasília, DF: Senado, 1988. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Constituicao/Constituicao.htm> Acesso em: 28 Out. 2015. BRASIL. Lei nº 12.651, de 25 de maio de 2012. Dispõe sobre a proteção da vegetação nativa; altera as Leis nos 6.938, de 31 de agosto de 1981, 9.393, de 19 de dezembro de 1996, e 11.428, de 22 de dezembro de 2006; revoga as Leis nos 4.771, de 15 de setembro de 1965, e 7.754, de 14 de abril de 1989, e a Medida Provisória no 2.166-67, de 24 de agosto de 2001; e dá outras providências. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2011-2014/2012/Lei/L12651compilado.htm> Acesso em: 01 Nov. 2015. BRASIL. Lei nº 4.771, de 15 de setembro de 1965. Institui o novo Código Florestal Brasileiro. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Leis/L4771.htm> Acesso em 29 Out. 2015. BRASIL. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/LEIS/L9433.htm> Acesso em: 02 Nov. 2015. COMITÊ DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS DO MÉDIO PARANAPANEMA. Plano de Bacia da Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Médio Paranapanema (UGRHI-17). São Paulo, 2007. Disponível em: <http://www.sigrh.sp.gov.br/public/uploads/documents/7037/planobacia-mp-caderno.pdf> Acesso em: 01 Dez. 2015. CONSELHO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS. Resolução nº 22, de 24 de maio de 2002. Estabelece diretrizes para inserção das águas subterrâneas no instrumento Planos de Recursos Hídricos. Disponível em: <http://www.cnrh.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=14> Acesso em: 05 Nov. 2015. FIGUEIREDO, D. Conceitos básicos de sensoriamento remoto. Companhia Nacional de Abastecimento – CONAB. Brasília – DF, 2005. Disponível em: <http://www.conab.gov.br/conabweb/download/SIGABRASIL/manuais/conceitos_sm.pdf> Acesso em: 10 Nov. 2015.
41
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Downloads. 2014. Disponível em: <http://downloads.ibge.gov.br/downloads_geociencias.htm> Acesso em: 10 Jan. 2016. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Estimativas da população residente nos municípios brasileiros com data de referência em 1º de julho de 2014. 2014. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/estimativa2014/estimativa_dou.shtm> Acesso em: 20 Nov. 2015. INSTITUTO FLORESTAL. Plano de Manejo da Estação Ecológica de Assis. Assis, 2010. Disponível em: <http://iflorestal.sp.gov.br/files/2013/03/Plano_de_Manejo_EEc_Assis.pdf> Acesso em: 28 Nov. 2015. INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. CBERS. Histórico. Disponível em: <http://www.cbers.inpe.br/sobre_satelite/historico.php> Acesso em: 11 Nov. 2015. MASCARENHAS, L. M. A.; EDUARDO FERREIRA, M.; GUIMARÃES FERREIRA, L. Sensoriamento remoto como instrumento de controle e proteção ambiental: análise da cobertura vegetal remanescente na bacia do Rio Araguaia. Sociedade & Natureza, Uberlândia, v. 21, n. 1, p. 5-18, abr. 2009. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/sn/v21n1/v21n1a01.pdf> Acesso em: 15 Nov. 2015. MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. Viçosa: Editora UFV, ed. 4, 2011. PONZONI, F. J. Sensoriamento remoto no estudo da vegetação: diagnosticando a mata atlântica. In: RUDORFF, B. F. T.; et al. Curso de uso de sensoriamento remoto no estudo do meio ambiente. São José dos Campos: INPE, 2002, cap. 8, p. 27. Disponível em: <http://ecologia.ib.usp.br/lepac/bie5759/CAP8_FJPonzoni.pdf> Acesso em: 15 Nov. 2015. ROSS, J. L. S.; MOROZ, I. C. Mapa Geomorfológico do Estado de São Paulo. Rev. do Departamento de Geografia, São Paulo, v. 10, p. 48-51, 1996. Disponível em: <http://www.revistas.usp.br/rdg/article/view/53703> Acesso em: 18 Nov. 2015. SENRA, J. B.; SOUZA, R. S.; BAPTISTA, M. B. O papel do Plano Nacional de Recursos Hídricos na implementação de uma Política Nacional de Águas Subterrâneas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS E ENCONTRO NACIONAL DE PERFURADORES DE POÇOS, 17. e 18., Bonito, 2012. Disponível em: <http://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/viewFile/27762/18003> Acesso em: 04 Nov. 2015. STRAHLER, A. N. Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. In: CHOW, V. T. (Ed.). Handbook of applied hydrology: a compendium of water resources technology. New York: Mc-Graw Hill, 1964. Section 4-II Part II, 4-39 – 4-75. UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY (USGS). Frequently asked questions about the Landsat missions. 2013. Disponível em: <http://landsat.usgs.gov/band_designations_landsat_satellites.php> Acesso em: 02 Dez. 2015.
ANEXO 1 – Tutorial para geração de Índice de Vegetação no QGIS
Para iniciar o processo de geração do NDVI são adicionadas no QGIS, através do botão
“Adicionar camada raster” (Figura 1). As camadas raster que correspondem às bandas do
vermelho (R) e do infravermelho próximo (NIR). No caso do satélite Landsat-8, essas são as
bandas 4 e a 5, respectivamente.
Figura 1 – Camadas raster adicionadas no QGIS
A) Cálculo do índice (operações com camadas raster)
Adicionadas as camadas raster, clique em “Raster”, localizado na barra de menu, e em
seguida em “Calculadora Raster ...” (Figura 2).
Figura 2 – Caminho para a ferramenta “Calculadora Raster ...”
Ao clicar, será aberta uma janela para configurar as informações necessárias para o
processo (Figura 3). Note que em “Bandas raster” estão listadas as camadas carregadas
anteriormente que podem ser utilizadas.
Na seção “Camada resultante” é preciso definir o nome e a pasta onde será salvo o
arquivo da camada de saída, o seu formato e o Sistema de Referência de Coordenadas
(SRC), que neste exercício são, respectivamente, GeoTIFF e EPSG: 31982 (correspondente
à projeção SIRGAS 2000/UTM zona 22S).
OBS 1: Para esse projeto não foi preciso alterar a extensão da camada, mas também é
possível definir a extensão da área de cálculo baseado em uma camada raster de entrada, ou
com base nas coordenadas X, Y e em colunas e linhas, para definir a resolução da camada
de saída.
OBS 2: Se a camada de entrada tem uma resolução diferente, os valores serão
redefinidos com o algoritmo vizinho mais próximo (Guia do Usuário QGIS, s/d).
Os operadores permitem construir expressões de cálculo ou elas podem simplesmente
ser digitadas na caixa abaixo. Como já é de conhecimento, o NDVI é resultado da equação
(NIR – R) / (NIR + R), sendo assim esta foi digitada na caixa, substituindo a expressão NIR
por sua camada equivalente, a banda 5, e o R substituído pela camada da banda 4 (Figura
12).
Figura 3 – Janela da ferramenta “Calculadora Raster ...”
Na camada resultante, o NDVI apresenta valores compreendidos entre -1 e 1 e é gerado
em escala de cinza.
B) Renderização de elementos
A partir da imagem gerada, pode-se aplicar uma composição falsa-cor para que certos
elementos da imagem fiquem realçados.
Clique com o botão direito do mouse sobre o nome da imagem gerada que se encontra
listada na camada de dados, em seguida, clique em “Propriedades” e depois na aba “Estilo”
(Figuras 4 e 5).
A renderização da banda deve ser alterada para “banda simples falsa-cor”.
Na seção “Gerar novo mapa de cores” modifique a paleta de cores, no caso do NDVI é
indicado utilizar a paleta “RdYlGn”.
Na mesma seção altere o modo para “Intervalo igual”, classes “5” e clique em
“Classificar”.
Já na seção “Carregar valores de min/max”, selecione a opção “Corte de contagem
cumulativa”.
Não é preciso alterar seus valores.
A extensão será total e a precisão “Real (mais lento)”.
Clique para carregar as alterações.
Figura 4 – Janela de propriedades da camada
Figura 5 – Janela de propriedades da camada (continuação)
Ainda na aba “Estilo”, altere as configurações de reamostragem para “Aproximado: em
Bilinear” e “ausente Média”.
Clique em “Aplicar” para visualizar a imagem com as modificações feitas, se estiver tudo
certo, finalize clicando em “OK”.
A Figura 6 mostra o resultado da composição falsa-cor do NDVI gerado.
Elementos como corpos d’água e áreas urbanas apresentam baixos valores de
reflectância, indicados pelas cores alaranjada e vermelha, enquanto as vegetações mais
vigorosas apresentam valores mais elevados, sendo indicadas na composição pela cor verde.
Figura 6 – Resultado da composição falsa-cor do NDVI
C) Recorte de imagem
Para esse processo, é necessária uma máscara na forma de uma representação vetorial
do município, área, bacia, propriedade ou qualquer outro domínio de estudo.
OBS: O IBGE disponibilizada gratuitamente limites municipais em arquivos shapefile em
seu website (www.ibge.gov.br).
Clique no botão “Adicionar camada vetorial” localizado no canto esquerdo da interface.
Para obter o recorte da imagem, clique no menu “Raster”, em seguida, em “Extração” e em
“Cortador” (Figura 7).
Figura 7 – Menus para recorte de imagem
Na caixa de diálogo “Cortador” (Figura 8) selecionar o arquivo de entrada que será
recortado, neste caso a imagem NDVI, e a pasta na qual será salva a nova imagem e o nome
do arquivo de saída.
Ative a opção “Nenhum valor de dado” e confira se o valor é 0 para que a nova imagem
a ser gerada não apresente borda preta.
Na seção “Modo Clipping” há duas opções, escolha “Camada máscara” e indique a
camada que será utilizada como máscara para recortar a imagem. Finaliza com “OK”.
Figura 8 – Caixa de diálogo da ferramenta “Cortador”
O resultado deste processo está ilustrado na Figura 9. Pode-se ver que foi recortado
apenas o limite do município de Assis, possibilitando visualizar e analisar com maior
detalhamento o NDVI de sua área municipal.
Figura 9 – NDVI do município de Assis em 17/12/2015