USO DE CARTA IMAGEM COMO FERRAMENTA DE GESTÃO DE MUNÍCIPIOS BRASILEIROS: APLICAÇÃO EM TERESINA-PI

Leandro Italo Barbosa de Medeiros¹, Danilo José da Silva Lira², Flavio Augusto Lima Sa de Moraes

Lopes³, Matheus da Silva Araujo4

¹Graduando Eng. Cartográfica e de Agrimensura, UFPI, Teresina-PI, leandro.meddeiros@hotmail.com

2Graduando Eng. Cartográfica e de Agrimensura, UFPI, Teresina-PI, danilo.jose1994@hotmail.com 3 Graduando Eng. Cartográfica e de Agrimensura, UFPI, Teresina-PI, f_augusto_l@hotmail.com

4 Graduando Eng. Cartográfica e de Agrimensura, UFPI, Teresina-PI, silva.matheus.matheus18@gmail.com

RESUMO: Este trabalho objetivou demonstrar a aplicabilidade das geotecnologias como ferramentas de auxílio aos gestores dos municípios brasileiros, com destaque para a carta imagem. Na metodologia buscou-se fazer o uso de ferramentas livres de sistemas de informações geográficas, para trabalhar com dados disponibilizados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, e processamento digital de imagens, assim como a utilização de imagens disponibilizadas de maneira gratuita pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), e com isso enfatizar a questão econômica desta ferramenta, enfatizando-se a questão viária. As imagens utilizadas são do sensor PAN, do satélite CBERS-4, de 10 m de resolução espacial. Os resultados demonstram que a carta imagem pode ser amplamente utilizada na gestão municipal, tendo como principal vantagem a possibilidade de atualização em intervalos de tempo relativamente pequenos, a depender da resolução temporal do satélite utilizado. PALAVRAS-CHAVE: Geotecnologias, carta imagem, gestão municipal. INTRODUÇÃO:  Segundo dados da UN_HABITAT (2012), a população mundial mais do que duplicou somente nos últimos 50 anos. O rápido crescimento populacional, principalmente nos grandes centros, tem feito com que as cidades brasileiras tenham de se reorganizar geograficamente em intervalos de tempo cada vez menores. Com isso, diversas ferramentas têm sido criadas para auxiliar os gestores municipais em seus trabalhos, acompanhando esta contínua mutação, dentre estas, podemos destacar a carta imagem. O IBGE (1998) define carta imagem como sendo “imagens referenciadas a partir de pontos notáveis de coordenadas conhecidas, como as imagens de satélites, superposta por reticulado da projeção, e podendo apresentar simbologia e toponímia.” As cartas imagens podem ser utilizadas em diferentes aplicações, no entanto, para este trabalho, destacaremos seu uso na gestão municipal.

Imagens de satélite de alta resolução são adquiridas, geralmente, com um custo muito elevado, no entanto, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza imagens de sensoriamento remoto, do satélite CBERS4, com resolução espacial de 10 metros, podendo estas serem aplicadas de maneira conveniente à gestão de municípios. Além disto, o INPE disponibiliza, também, programas computacionais, igualmente gratuitos, fazendo com que as carta imagens sejam confeccionadas a um custo praticamente zero. Temos como exemplo o software SPRING.

Assim, este trabalho objetiva destacar o uso das carta imagens, que por poderem ser constantemente atualizadas, são tidas como ferramentas de grande utilidade para o auxílio na gestão dos munícipios brasileiros, com destaque para as vias de tráfego. MATERIAIS E MÉTODOS: A área trabalhada foi o município de Teresina, capital do estado do Piauí, Microrregião Teresina, pertencente à mesorregião Centro-Norte Piauiense, e que compreende uma área de 1.391,981 de quilômetros quadrados. A sede municipal tem as coordenadas geográficas de 08º00’46” de latitude sul e 43º52’18” de longitude oeste (IBGE,2016). O mapa de localização do município de Teresina, na projeção UTM, fuso 23S, com coordenadas em metros, é mostrado na Figura 1.

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Figura 1 – Mapa de localização do município de Teresina na projeção UTM fuso 23S. A imagem utilizada foi obtida através do sensor PAN do satélite CBERS-4, o qual possui quatro bandas espectrais, que cobrem a faixa do visível e do infravermelho próximo. A banda 1, pancromática, possui 5 metros de resolução espacial e foi desenvolvida para dar seguimento ao imageamento de alta resolução iniciados com a câmera HRC, presente no satélite CBERS-2B. As bandas 2, 3 e 4 possuem 10 metros de resolução espacial, e foram estas as geradoras da imagem final. Um resumo das características da câmera PAN é apresentado na Tabela 1. Tabela 1 – Características da câmera pancromática e multiespectral do sensor PAN.

Sensor Bandas Espectrais

Resolução Espectral

Resolução Temporal

Resolução Espacial

Área Imageada

PAN

1 0,51 - 0,85µm

52 dias

5 m

60 km 2 0,52 - 0,59µm

10 m 3 0,63 - 0,69µm 4 0,77 - 0,89µm

Fonte: Adaptado de Embrapa monitoramento por satélite. O programa CBERS, sigla para Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (China-Brazil Earth Resources Satellite), é resultado de uma parceria técnico-científica firmada entre o INPE e a Academia Chinesa de Tecnologia Espacial - CAST. O projeto tinha como meta, inicialmente, a construção de dois satélites de imageamento orbital, sendo estes o CBERS-1 e CBERS-2, no entanto, com o sucesso iminente da missão, o acordo foi expandido, o que resultou com a construção de mais três satélites, o CBERS-2B e os CBERS-3, e ainda o CBERS-4 (INPE, 2016). O CBERS-2B teve seu lançamento em 2007, da base de lançamento de Taiwan, China. A bordo do CEBERS-2B ocupavam os sensores CCD (Charge Coupled Device – Câmera Imageadora de Alta Resolução), WFI (Wide Field Imager – Câmera Imageadora de Amplo Campo de Visada) e o HRC (High Resolution Camera – Câmera Pancromática de Alta Resolução). Esse satélite operou até o começo de 2010. O CBERS-3 foi lançado em 9 de dezembro de 2013, da base de lançamento de Taiwan, na China. Durante o lançamento desse satélite, no entanto, sucedeu-se uma falha no veículo lançador chinês, o

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Longa Marcha 4B, o que resultou na perda do satélite. Com a falha no lançamento do CBERS-3, Brasil e China decidiram antecipar o lançamento do CBERS-4 para dezembro de 2014, inicialmente previsto para dezembro de 2015. (INPE, 2016). Para o recobrimento do município de Teresina utilizou-se a cena referente à órbita/ponto 155/106, capturada em agosto 2016. Esta cena foi escolhida em função da baixa presença de nuvens, haja vista que esta é uma das desvantagens das imagens obtidas via sensoriamento remoto, e ainda por ser umas das mais recentes, com qualidade passível de ser trabalhada. As cenas foram adquiridas gratuitamente através do catálogo de imagens do INPE, disponíveis no sítio eletrônico (http://www.dpi.inpe.br/CDSR/). Para o processamento das imagens foi utilizado o programa SPRING 5.4.0, desenvolvido pelo INPE. Para o registro da imagem, utilizou-se pontos notáveis, de coordenadas conhecidas, situados em locais estratégicos da cidade de Teresina, dentre eles, pontos localizados no campus Ministro Petrônio Portela, da Universidade Federal do Piauí -UFPI. Após o registro, a etapa seguinte foi o recorte das imagens. Para tal, utilizou-se um arquivo shapefile do tipo polígono que caracteriza os limites do município de Teresina, ou seja, a sua borda. O arquivo utilizado encontra-se disponível no sitio eletrônico do IBGE, onde o usuário pode prosseguir com o download gratuitamente. O recorte foi realizado com a utilização do software livre Quantum GIS 2.14.3 (QGIS), através da ferramenta clip. Em seguida, sucedeu-se com a vetorização das feições: rodovias federais, rodovias estaduais, ferrovias e rios de possível trafegabilidade. Para tal fez-se uso do mesmo programa computacional. Através do editor de impressões do software QGIS, realizou-se a finalização do da carta imagem, com a introdução do gride UTM, além da inserção das demais ferramentas gráficas de leitura do mapa, como a legenda e as escalas numérica e gráfica. A construção do mapa foi finalizada com a exportação deste em um arquivo imagem jpeg. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para o trabalho proposto, ou seja, o mapeamento das linhas de tráfego, sempre atuais, para auxílio na gestão pública, a carta imagem confeccionada apresentou um ótimo rendimento, mostrando-se totalmente utilizável para tal finalidade, haja vista sua capacidade de atualização, ou seja, 52 dias, que é o tempo de revisita do satélite sobre área de estudo, além de apresentar uma boa qualidade visual, com resolução espacial de 10 metros. A carta imagem aqui construída deu ênfase às vias de tráfego humano, com destaque às rodovias Federais e estaduais, além das ferrovias e rios de possível trafegabilidade. No entanto, este tipo de mapa pode ser utilizado em diversas outras aplicabilidades para a gestão municipal, podendo destacar o uso e ocupação do solo como as áreas de maior e menor densidade populacional, as áreas de vegetação nativa, as áreas onde ocorrem o maior índice de construção civil, de maior conglomerado comercial, dentre outras feições. A resolução espacial para este sensor pode ser melhorada para 5 metros, caso se aplique a fusão de imagens com a banda pancromática, através da fusão IHS (NOVO, 2008). No entanto, existe uma inconformidade das imagens multiespectrais com a banda pancromática do sensor PAN, resultando em um deslocamento entre as imagens destas bandas para uma mesma órbita/ponto, fazendo-se necessário a aplicação outros métodos de registro, como demonstrado por Neves et al (2016). A Figura 2 mostra a carta imagem resultante deste trabalho, com coordenadas UTM em metros, SIRGAS2000, fuso 23S. Nela, faz-se possível analisar a quantidade e a disposição das vias de tráfego estaduais e federais para o município de Teresina e, com a sua atualização periódica, poderá ser feita a comparação desta em datas futuras.

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Figura 2 – Carta imagem do município de Teresina, com destaque para as vias de tráfego.

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CONCLUSÕES: As geotecnologias têm contribuído positivamente nas mais diversas áreas da sociedade mundial. O uso de imagens orbitais gratuitas, aliadas a ferramentas SIG, também livres, são uma ótima opção de economia e praticidade, para os gestores, no acompanhamento da evolução e transformação dos municípios. A aplicação aqui demonstrada, para uso na gestão municipal, pode ser expandida para o amplitude estadual, ou até mesmo nacional, a depender da disponibilidade das imagens. REFERÊNCIAS: EMBRAPA MONITORAMENTO POR SATÉLITE. Satélites de Monitoramento. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satélite, 2013. Disponível em: <http://www.sat.cnpm.embrapa.br>. Acesso em: 31 maio 2016 INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE. CBERS: Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestre. Disponível em: <http://www.cbers.inpe.br/>. Acesso em: 31 maio 2016. IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) Cidades: Teresina. Disponível em: <http://cidades.ibge.gov.br/xtras/perfil.php?lang=&codmun=221100&search=piaui|teresina> Acesso em: Jan. 2017. IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Noções Básicas de Cartografia. Rio de Janeiro, 1998. Disponível em: <ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/cartografia/nocoes_ba sicas_cartografia.pdf>. Acesso em: Jan. 2016. NEVES, L. G.; MEDEIROS, L. I.B.; SOUSA, V. P. Jr. Geração de uma carta imagem do município de sousa/pb pelo método de fusão ihs dos dados do sensor PAN do satélite CBERS-4. VI Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação. 2016. UN-HABITAT. State of the world’s cities 2012/2013. Prosperity of Cities. Nairobi. 2012.

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