FUSÃO DE BANDAS MULTIESPECTRAIS CBERS-2B COMO FERRAMENTA AUXILIAR EM DIAGNÓSTICOS AMBIENTAIS

8/10/2019 FUSO DE BANDAS MULTIESPECTRAIS CBERS-2B COMO FERRAMENTA AUXILIAR EM DIAGNSTICOS AMBIENTAIS

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IX Seminrio de Atualizao em Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informaes Geogrficas Aplicados Engenharia Florestal

FUSO DE BANDAS MULTIESPECTRAIS CBERS-2B COMO FERRAMENTAAUXILIAR EM DIAGNSTICOS AMBIENTAIS

FUSION OF CBERS-2B MULTISPECTRAL BANDS AS AN AUXILIAR TOOLIN ENVIRONMENTAL DIAGNOSTICS

Gerardo Felipe Espinoza Prez1, Hlcio Andrade2,

1 UFLA, Departamento de Cincia do Solo, Laboratrio de Geoprocessamento, Campus Universitrio,Lavras, MG, Brasil,[email protected]

2 UFLA, Departamento de Cincia do Solo, Laboratrio de Geoprocessamento, Campus Universitrio,Lavras, MG, Brasil,[email protected]

RESUMO

Tendo em vista a necessidade de metodologias eficientes e de baixo custo na utilizao de tcnicas desensoriamento remoto para a elaborao de estudos ambientais, o presente trabalho tem por objetivodiscorrer sobre a utilizao de imagens orbitais de alta resoluo, oriundas da fuso de bandas multi-espectrais do satlite CBERS-2B, como ferramenta auxiliar na avaliao de fragmentos florestais de umimvel rural. De acordo com os resultados obtidos concluiu-se que a fuso de cenas imageadas pelossensores HRC (alta resoluo) e CCD (resoluo mdia), foi de grande importncia no diagnstico ambientadas reas destinadas Reserva Legal, pois facilitaram a identificao do uso do solo da propriedade emquesto e permitiram o planejamento dos pontos a serem vistoriados, levando em considerao as variaesde textura presentes na imagem fusionada. Palavras-chave: Sensoriamento remoto, SIG, fuso multiespectral, diagnstico ambiental.

ABSTRACT

Given the need for low cost and efficient methodologies on the usage of remote sensing techniques inenvironmental studies, this paper aims at to discuss the use of high resolution orbital images, derived fromthe fusion of multispectral bands of CBERS-2B satellite, as an auxiliary tool in the assessment of forestfragments on a rural property. According to the results, it was concluded that the fusion of scenes from thesensors HRC (high resolution) and CCD (medium resolution), was very important in the environmentaldiagnosis of the areas destined to the legal reserve (RL), allowing the identification of the land use / land

cover and the planning of the inspected points, considering the variations of texture present in the fusedimage.

Keywords: Remote sensing, GIS, multispectral fusion, enviromental diagnosis.


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Segundo o mesmo autor, o mtodo de IHS um dos mais utilizados devido a sua eficincia e facilidade deimplementao e pela possibilidade de permitir a extrao de feies hidrolgicas. Esta tcnica, por fornecer produtos de alta resoluo, tem um grande potencial de uso mapeamento de remanescentes florestais.

A aplicao de tcnicas de extrao de feies utilizando produtos de sensoriamento remoto pode subsidiarestudos de fitossociologia, florstica, recuperao ambiental, educao ambiental, proteo ambiental,

estabelecimento de reas prioritrias para conservao e florestas de alto valor para conservao, entreoutros, alm de ser base para averbaes e adequaes de reas de reserva legal e de preservao permanente(AMARAL et al, 2009).

No entanto, infelizmente, para determinados fins, mapeamentos ou classificaes automticas as imagensorbitais ainda no respondem de maneira realstica, principalmente no que tange classificao sucessionade reservas florestais. o que comprova o trabalho de AMARAL et al. (2009), onde se constatou que astcnicas de sensoriamento remoto, utilizadas para fins de mapeamento do mosaico de estdios de sucessoflorestal, no so eficientes a ponto de substituir os trabalhos de campo. No entanto, concluiu-se que autilizao de imagens orbitais de alta resoluo permitiu um planejamento mais eficiente das aesrealizadas para a classificao sucessional dos remanescentes, alm de auxiliar a classificao visual naidentificao de variaes na textura e cor dos pixels em um contexto regional, para a classificao domosaico de estdios de sucesso florestal em fragmentos de mata nativa.

Desta forma, as classificaes visuais com imagens de alta resoluo, quando associadas a vistorias decampo, possibilitam ao intrprete julgar com maior rigor as classes de desenvolvimento ecolgico,diminuindo a subjetividade quanto delimitao de polgonos que apresentem padres de tonalidade, texture cor similares.

Sendo assim, considerando a grande importncia da utilizao do geoprocessamento em diagnsticosambientais e o avano tecnolgico dos atuais satlites a das tcnicas de sensoriamento remoto, o presenteartigo tem por objetivo discorrer sobre a utilizao de imagens orbitais de alta resoluo, oriundas da fusode bandas multiespectrais do satlite CBERS-2B, como ferramenta auxiliar no diagnstico ambiental defragmentos florestais destinados rea de Reserva Legal de um imvel rural localizado no interior do estadode So Paulo.

MATERIAL E MTODOSCaracterizao da rea

Trata-se de um imvel rural de aproximadamente 390 hectares, localizado na zona rural do municpio deTapiratiba, SP, prximo divisa com Minas Gerais. O imvel encontra-se entre as latitudes 212300S e212300S e as longitudes 464600W e 464600W.

A regio de Tapiratiba, assim como grande parte do Estado de So Paulo, possui cobertura vegetal originalrepresentada por formaes tpicas de Mata Atlntica, da qual restam apenas 10%, representados porfragmentos classificados pelo Instituto Florestal (2005) como pertencentes Floresta EstacionalSemidecidual.

MaterialPara a elaborao do trabalho foi utilizado o material a seguir:

Imagem orbital do sensor HRC, do satlite CBERS-2B, rbita 155_E, ponto 124_3, do dia 19/04/2009,Banda 1;

Imagem orbital do sensor CCD, do satlite CBERS-2B, rbita 155, ponto 124, do dia 19/04/2009, Bandas2, 3 e 4;


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Planta topogrfica georreferenciada, escala 1:7.000, em formato digital DWG, contendo linha perimetral doimvel, caminhos internos e hidrografia; Nas vistorias de campo foi utilizado um receptor GPS de navegao, marca Garmin, modelo GPSMAP76 para localizar os pontos amostrais e marcar a posio georreferenciada dos pontos vistoriados. Foi utilizadatambm uma mquina fotogrfica digital marca Olympus, modelo D-395, para registrar o cenrio. O processamento de dados, fuso de imagens orbitais e gerao de mapas foram realizados utilizando osoftware ArcGIS 9.3.

Metodologia

A fuso de imagens CCD e HRC depende inicialmente da composio das bandas do sensor CCD para que posteriormente a combinao multiespectral com a imagem pancromtica seja realizada. Sendo assim, primeiramente efetuou-se o registro da imagem pancromtica, tomando como base o permetro e ahidrografia presentes na planta topogrfica georreferenciada, oriunda de levantamento topogrfico realizadocom GPS de alta preciso.

Feito o registro da imagem pancromtica prosseguiu-se com a execuo da composio das bandas do sensoCCD em uma imagem RGB. Feita a composio, realizou-se o registro da nova imagem RGB tomandocomo base a imagem pancromtica j registrada. Para fazer o registro da nova imagem RGB, utilizou-se omesmo procedimento adotado para o georreferenciamento da imagem pancromtica, mas adotando pontos de

controles identificveis nas imagens.Aps o registro realizou-se a fuso da imagem pancromtica com a imagem RGB atravs do comandoCreate Pan-sharpened Raster Dataset do software ArcGIS.Para a criao da nova imagem de alta resoluo,optou-se pela fuso do tipo IHS e pela composio de falsa cor R3B2G4, que evidencia melhor a vegetao e osolo exposto.

A classificao do uso do solo foi realizada atravs da identificao visual de feies a partir da imagemregistrada e fusionada. Delimitados os fragmentos florestais existentes na rea, delimitaram-se as reas dePreservao Permanente (APPs) de acordo com a Resoluo 303/2002 e a rea destinada Reserva Legal(RL), objeto do presente trabalho.

De posse dos limites das APPs e das reas destinadas Reserva Legal verificou-se, dentro da rea

delimitada, variaes de cor e textura visando ao planejamento dos pontos amostrais a serem vistoriados. Asamostragens foram realizadas visando a observar in loco a vegetao existente, para possibilitar aclassificao da mesma com relao ao seu estgio sucessional, de acordo com o estabelecido na ResoluoCONAMA n 01/1994.

Foram coletadas informaes em seis pontos amostrais distintos: A, B, C, D, E e F, inseridosnas reas destinadas Reserva Legal conforme mostrado na Figura 4. Feita a vistoria de campo, procedeu-secom a classificao das reas destinadas Reserva Legal, associando as variaes de textura e cor scaractersticas checadas em campo. Os dados rastreados por GPS foram descarregados no software GPSTrackmaker, convertidos para o formato SHP (shapefile) e inseridos em planta planialtimtrica elaboradaanteriormente, visando a localizar em planta os pontos vistoriados.

RESULTADOSCaracterizao da rea

De acordo com as informaes obtidas a partir da fuso das imagens capturadas, associadas s vistorias decampo, verificou-se que a rea predominantemente ocupada por pastagens (67%), havendo ainda readestinada silvicultura, com plantio de eucalipto (2%). H tambm presena marcante de remanescentesflorestais, ocupando 31% da rea, conforme mostrado na Figura 2.


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Figura 1. Resultado da fuso de bandas. Figure 1. Bands fusion result.

Figura 2. Fragmentos florestais. Figure 2. Forest fragments

De posse do mapa identificando os fragmentos florestais existentes na rea, delimitaram-se as APPs e a readestinada RL, objeto do trabalho. Delimitadas as reas protegidas ambientalmente, verificou-se, dentro dasreas destinadas RL, variaes de cor e textura visando ao planejamento dos pontos amostrais a seremvistoriados. Os pontos escolhidos podem ser visualizados na Figura 4.

Figura 3: Fragmentos florestais e APPs. Figure 3: Forest fragmen and APPs

Figura 4. Localizao dos pontos amostrais na RL. Figure 4. Sample points localization on RL.

A vistoria dos pontos amostrais permitiu efetuar o diagnstico ambiental das reas destinadas averbao daReserva Legal, e apresentou os resultados mostrados na Tabela 1.

Tabela 1. Estdio sucessional da vegetao verificada nos pontos amostrados.Table 1. Sucessional stage of the investigated vegetation on sampled points.

Ponto Amostral Estdio SucessionalA Secundrio MdioB Secundrio AvanadoC Secundrio MdioD Secundrio AvanadoE Secundrio MdioF Secundrio Mdio

Mata nativaSilvicutura

Mata nativaAPPsSilvicutura


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Ao realizar a vistoria de campo verificou-se que os fragmentos florestais destinados RL apresentamfisionomia florestal fechada, com dossel contguo apresentando rvores emergentes (Figura 5).

Figura 5. Fragmento apresentando fisionomia florestal fechada com dossel contguo e rvores emergentes. Figure 5. Forest fragment showing closed forest fisonomy, continuous canopy and emergent trees.

Ao vistoriar os pontos amostrais, verificou-se a presena de caractersticas tpicas de florestas em estdiosecundrio de sucesso ecolgica. Nos fragmentos caracterizados como secundrios avanados verificou-se alta frequncia de rvores com DAP superior a 20cm (Figura 6), serapilheira espessa e contnua (Figura 7)e presena de espcies chave como Jequitibs (Carinianasp. ).

Figura 6. Arvores com DAP superior a 20cm. Figure 6. Trees with DAP larger than 20cm.

Figura 7. Serapilheira espessa e continua. Figure 7. Continuous and thick litter.

Nos fragmentos caracterizados como secundrios mdios verificou-se baixa freqncia de rvores comDAP superior a 20cm com predomnio de pequenos dimetros, presena de serapilheira espessa e contnua presena marcante de lianas e trepadeiras lenhosas (Figura 8), presena de epfitas, porm com baixadiversidade e presena de espcies chave como Guapuruvs (Schizolobium parahyba) e Mamica-de-porca( Zanthoxyllum sp).


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Figura 8. Presena abundante de trepadeiras nas reas caracterizadas como secundrias mdias. Figure 8. Abundant presence of vines in areas characterized as middle secondary.

A presena abundante de trepadeira nas reas classificadas como secundrias mdias pode ser a explicao para a diferena de textura e cor identificadas na imagem orbital e pode caracterizar uma floresta degradada principalmente quando isto ocorre nas regies mais externas de um fragmento.

Ao cruzar os dados da vistoria de campo com o mapa dos fragmentos florestais, foi possvel adaptar o mapade uso do solo (Figura 9), classificando as reas destinadas a Reserva Legal de acordo com seu EstdioSucessional respeitando as variaes de textura observadas na imagem orbital fusionada.

Figura 9. Mapa de uso do solo, com classificao do estdio sucessional das reas destinadas RL. Figura 9. Map of land use, with the successional stage classification of areas for the RL.


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CONCLUSES

A fuso de cenas imageadas pelos sensores HRC (alta resoluo) e CCD (resoluo mdia) foi de grandeimportncia no diagnstico ambiental das reas destinadas Reserva Legal, pois alm de facilitar aidentificao do uso do solo da propriedade em questo, permitiu efetuar o planejamento dos pontos a seremvistoriados, levando em considerao as variaes de textura presentes na imagem RGB resultante.

As tcnicas de sensoriamento remoto existentes atualmente no so capazes de substituir totalmente ostrabalhos de campo, porm elas permitem um planejamento mais eficiente das aes a serem realizadas.

O geoprocessamento produz informaes para suporte tomada de decises, mas no elimina a necessidadede detalhamento a partir das verificaes de campo.

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