UTILIZAÇÃO DE TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO NA AVALIAÇÃO DA SUPRESSÃO VEGETAL NO LITORAL

DE SANTA CATARINA ALVES, M. V. G.1, KOEHLER, P. H.2, KOEHLER, H. S.3

1 Engenheiro Florestal, Mestrando em Manejo Florestal -UFPR marcos_alves@bol.com.br; 2 Oceanógrafo, Aluno de Pós Graduação em Análise Ambiental -UFPR pedrokoehler@yahoo.com.br; 3 Professor do Curso de Eng. Florestal - UFPR koehler@ufpr.br. Resumo: A crescente ocupação da zona costeira do Vale do Itajaí, Estado de Santa Catarina, vem proporcionando uma supressão da vegetação natural (Floresta Atlântica) da região de forma bastante acentuada. Neste sentido, o presente trabalho utilizou técnicas de geoprocessamento para quantificar essa alteração durante os anos de 1993 e 2000, onde, foram utilizadas imagens de satélite LANDSAT em diferentes períodos (1993 e 2000) e interpretadas visualmente no software ArcGIS. Como resultado obteve-se um arquivo vetorial da alteração da cobertura vegetal durante o período analisado, onde se observou um crescimento de 55,1% das áreas urbanizadas em relação a 1993. Este crescimento representou uma supressão na vegetação da região de aproximadamente 4.354,6 hectares. Palavras-chave: SIG, Landsat, Supressão vegetal Resumen: La creciente ocupación de la zona costera del Valle de Itajaí-SC, viene ocasionando una supresión de la vegetación natural (Floresta Atlántica) en la región de forma muy acentuada. Así el presente trabajo, utilizó técnicas de geoprocesamiento para cuantificar esta alteración durante los años de 1993 y 2000, utilizando imágenes de satélite LANDSAT en estos períodos e interpretadas visualmente por el software ArcGIS. Como resultado, se obtuvo un archivo vectorial de la alteración de la cobertura vegetal durante el período analizado, donde se observó un crecimiento de 55,1% de las áreas urbanizadas en relación a 1993. Este crecimiento representó una supresión de la vegetación en la región aproximadamente de 4.354,6 hectáreas. Palabras-claves: SIG, Landsat, Supresión vegetales

1. Introdução Gerenciar as múltiplas paisagens das zonas costeiras constitui-se num dos grandes desafios enfrentados pelos mais diversos setores da sociedade organizada, principalmente no ordenamento de ocupação e a utilização dos recursos naturais existentes. Entretanto, a compatibilização do gerenciamento da zona costeira com o gerenciamento dos recursos hídricos nela existentes desponta como um desafio ainda maior que, segundo POLETTE et al (2003) citando REIS (1998), requer consideração de aspectos legais, administrativos, institucionais e técnicos. A cobertura vegetal exerce papel imprescindível à proteção e conservação dos recursos naturais, onde segundo CAMPOS (2004) citando VIEIRA (1978), tem grande influência nos processos de escoamento, pois atua no regime das águas, nas características do solo e no mecanismo hidrológico, retardando e desviando o escoamento superficial e, conseqüentemente, a erosão. Assim, na execução do presente trabalho, desenvolveu-se um Sistema de Informações Geográficas da região objeto de estudo, onde, conforme PIROLI(2002) citando CALIJURI & ROHN (1994), uma excelente ferramenta para investigação de fenômenos diversos, relacionados a engenharia urbana, meio ambiente, pedologia, vegetação e bacias hidrográficas. Esse estudo teve como objetivo avaliar e analisar a dimensão espacial e temporal da ação antrópica na cobertura vegetal da zona costeira da região do Vale do Itajaí do Estado de Santa Catarina, utilizando imagens de satélite LANDSAT, de 1993 e 2000, e técnicas de geoprocessamento, para verificar a hipótese de que a degradação ambiental vem sendo intensificada na região de análise. 2. Área de Estudo A área de estudos está localizada entre as coordenadas 48º44’29’’ a 48º28’02’’ de longitude Oeste e 26º38’33’’ a 27º13’59’’ de latitude Sul, e compreende a zona costeira da região do Vale do Itajaí (em amarelo na Figura 1) no Estado de Santa Catarina. Limita-se ao norte com a região Norte Catarinense, ao sul com o Grande Florianópolis e a oeste com a região Serrana do Estado de Santa Catarina, conforme observamos na Figura 1. Segundo SIEBERT (1997) citado por SOUSA (2005), a formação da rede urbana do Estado de Santa Catarina se deu no sentido leste-oeste iniciando-se no litoral. E, diferentemente de outros estados, neste processo ocorreu a dominância de várias cidades pólos, que no Vale do Itajaí são: Itajaí (Baixo Vale), Blumenau (Médio Vale) e Rio do Sul (Alto Vale), cidades estas que

apresentam o maior índice de modificação devido ao uso inadequado do solo.

FIGURA 01 – Localização da Área de Estudo A região do Vale do Itajaí engloba 50 municípios do Estado de Santa Catarina, entretanto neste trabalho foram avaliados apenas os municípios da região costeira desta região do estado, que totalizam 10 municípios, que são: Balneário Camboriu, Barra Velha, Bombinhas, Camboriu, Itajaí, Itapema, Navegantes, Penha, Piçarras e Porto Belo. No Quadro 01, observamos a população residente nos municípios da zona costeira do Vale do Itajaí, nos anos de 1993 e 2000, e seu crescimento em relação a 1993, onde constata-se um crescimento médio na região, durante o período analisado, de cerca de 32,9%.

QUADRO 1 – População Residente Estimada dos Municípios do Vale do Itajaí-SC

MUNICÍPIOS 1993 (habitantes)

2000 (habitantes)

CRESCIMENTO EM RELAÇÃO A 1993 (%)

Balneário Camboriu 42.391 66.002 55,7 Barra Velha 10.775 14.925 38,5 Bombinhas 4.985 6.754 35,5 Camboriu 27.140 38.627 42,3 Itajaí 125.266 148.430 18,5 Itapema 12.825 20.669 61,2 Navegantes 24.885 36.709 47,5 Penha 13.807 17.551 27,1 Piçarras 8.296 10.720 29,2 Porto Belo 7.327 8.741 19,3

TOTAL 277.697 369.128 32,9 Fonte: IBGE (2005)

3. Materiais e Métodos Para o desenvolvimento dos trabalhos foram utilizadas imagens de satélite LANDSAT em diferences períodos, referentes aos anos de 1993 e 2000, onde no Quadro 02 pode-se observar as características de cada imagem utilizada no desenvolvimento dos trabalhos. Como fonte de dados, foram utilizadas as bandas 3, 4 e 5, correspondentes às regiões do espectro visível, do infravermelho próximo e médio dos sensores TM e ETM + do satélite LANDSAT 5 e 7, para a avaliação da supressão vegetal devido à ocupação humana na zona costeira da região do Vale do Itajaí, no Estado de Santa Catarina.

QUADRO 2 – Características das Imagens de Satélite Utilizadas no Desenvolvimento do Trabalho

CARACTERÍSTICAS 1993 2000 Satélite LANDSAT 5 LANDSAT 7 Sensor TM ETM + Órbita/Ponto 220/079 220/079 Data de Aquisição 10/04/1993 07/05/2000 Bandas Utilizadas 3, 4 e 5 3, 4 e 5 Resolução (Bandas 3,4 e 5) 30 metros 30 metros

Comprimento de onda/banda 3 – 0,63µm a 0,69µm 4 – 0,76µm a 0,90µm 5 – 1,55µm a 1,75µm

3 – 0,63µm a 0,69µm 4 – 0,76µm a 0,90µm 5 – 1,55µm a 1,75µm

Fonte: NASA (2005) Inicialmente, utilizando o software ENVI Versão 3.4, foi elaborada uma composição falsa-cor com a combinação das bandas 3, 4 e 5, nas cores azul, verde e vermelha, respectivamente, pois esta apresenta uma boa discriminação visual dos alvos, possibilitando a identificação dos padrões de uso da terra de maneira lógica. Nesta composição, os corpos d´água apresentam-se em tons azulados, as área de cobertura vegetal em tons esverdeados e as áreas de solo exposto e urbanizadas em tons avermelhados. O georreferenciamento da composição falsa-cor foi realizado utilizando-se o software ENVI (Versão 3.4), onde os pontos de controle utilizados foram obtidos em cartas topográficas da região (Figura 02). Os respectivos RMS são 0,7865 pixels para a cena de 1993 e 0,8671 pixels da imagem de 2000. Em seguida, com a utilização do software ArcGIS 8.0 desenvolvido pela Environmental Systems Research Institute, Inc., foi realizada a classificação visual das imagens de 1993 e 2000, tendo como parâmetros a coloração e a textura das imagens, e apoiado com levantamentos de campo e coletas de pontos de GPS de navegação (Garmin 12).

Tendo em vista o objetivo do trabalho de avaliar a expansão da ocupação humana das zonas urbanas sobre a vegetação natural da região costeira do Vale do Itajaí, durante a interpretação visual teve-se o cuidado de diferenciar as áreas de ocupação humana e de agricultura, pois as mesmas apresentaram-se com tonalidades semelhantes, possuindo contudo textura diferente.

FIGURA 2 - Imagens de Satélite LANDSAT da Região do Vale do Itajaí,

Estado de Santa Catarina, em 1993 e 2000 (Composição: bandas 5 4 3)

Após a classificação das imagens gerou-se a partir dos arquivos vetoriais (shapes files), um arquivo relativo a imagem de 1993 e outro de 2000, os quais foram cruzados e obtendo-se um terceiro, o qual representava as novas áreas de ocupação durante o período analisado.

1993 2000

Posteriormente, o arquivo vetorial resultante da intersecção dos vetores de 1993 e 2000 foi cruzado com o arquivo vetorial dos municípios do Estado de Santa Catarina, para que se pudesse inferir sobre a supressão vegetal resultante da ocupação humana, em nível de município. 4. Resultados A utilização das técnicas de geoprocessamentos sobre as imagens de satélite LANDSAT, resultou no desenvolvimento de mapas de delimitação das áreas de ocupação urbana, na região de estudo, nos anos de 1993 e 2000. Baseados nestes mapas gerou-se um terceiro mapa que representou a supressão da vegetação nativa da região, conforme pode ser observado na Figura 03. A região de estudo apresentou um crescimento médio percentual das áreas urbanizadas de 55,1%, durante o período analisado, onde em 1993 a região apresentou cerca de 7.906,5 hectares ocupados por áreas urbanas, passando em 2000 para 12.261,1 hectares, o que representou uma supressão da vegetação nativa (floresta atlântica) de cerca de 4.354,6 hectares.

FIGURA 3 – Resultados Obtidos da Interpretação das Imagens de Satélite

LANDSAT do Vale do Itajaí, Estado de Santa Catarina (1993 e 2000)

1993 2000 Alteração

Observa-se um acréscimo em sentido oposto à faixa de praias, e também sobre os morros e encostas, onde os municípios de Bombinhas e Porto Belo apresentaram o maior crescimento percentual das áreas urbanas, apresentando, respectivamente, um aumento de 95,6% e 86,8% durante o período analisado (1993 e 2000). A elevada expansão das áreas urbanizadas nos municípios de Bombinhas e Porto Belo deve-se ao fato do crescimento populacional e principalmente a especulação imobiliária, aos loteamentos e a forte aquisição de área para construção de casas de veraneio por turistas que freqüentam a região. Entretanto, apesar dos municípios de Bombinhas e Porto Belo apresentarem um crescimento percentual bastante superior ao da zona costeira da região de estudo, o município de Balneário Camboriu foi o que apresentou maior crescimento em área da região de estudo, pois em 1993 apresentava uma área urbanizada de 1.194,3 hectares, passando em 2000 para 1.878,2 hectares, o que gerou uma supressão sobre a vegetação de 683,8 hectares, conforme mostrado no Quadro 3. QUADRO 3 - Áreas Urbanizadas e Alterações (Supressão Vegetal) por

Município na Região do Vale do Itajaí, Estado de Santa Catarina

NOME 1993 (ha)

2000 (ha)

ALTERAÇÃO (ha)

CRESCIMENTO EM RELAÇÃO A

1993 (%)

Balneário Camboriu 1.194,3 1.878,2 683,8 57,3

Barra Velha 407,0 709,1 302,1 74,2

Bombinhas 639,3 1.250,2 610,9 95,6

Camboriu 276,2 411,0 134,8 48,8

Itajaí 2.170,7 2.766,4 595,7 27,4

Itapema 659,5 1.211,9 552,4 83,8

Navegantes 950,6 1.440,6 490,1 51,6

Penha 718,2 1.032,4 314,2 43,8

Piçarras 454,5 746,3 291,8 64,2

Porto Belo 436,3 815,2 378,9 86,8

TOTAL 7.906,5 12.261,1 4.354,6 55,1

Outro aspecto importante a ser mencionado é proporção das áreas urbanas sobre os municípios da região avaliada. Na Figura 4, pode-se observar que os municípios de Balneário Camboriu e Bombinhas são os que apresentam a maior parte de sua extensão cobertos por áreas urbanas.

Bombinhas

Bal. Camboriu

Porto Belo

Piçarras

Penha

Navegantes

Itapema

Itajaí

Camboriu

0 10 20 30 40 50 60

(% DAS ÁREAS URBANAS DOS MUNICÍPIOS)2000 1993

FIGURA 4 - Abrangência das Áreas Urbanas nos Municípios do Vale do

Itajaí (1993 e 2000) 5. Referencias Bibliográfica CAMPOS, Sérgio, SILVA, Marilda, PIROLI, Edson L. et al. Evolução do uso da terra entre 1996 e 1999 no município de Botucatu-SP. Eng. Agríc., jan./abr. 2004, vol.24, no.1, p.211-218. ISSN 0100-6916. IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Brasília, DF, Maio, 2005. Disponível < http://www2.ibge.gov.br/pub/>, acesso em 29, maio, 2005. NASA. Landsat Science Data Users Handbook. Washington, DC, Maio, 2005. Disponível em < http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/>, acesso em 26, maio, 2005. PIROLI, Edson Luís, BECKER, Elsbeth Léia Spode, BOLFE, Edson Luis et al. Análise do uso da terra na microbacia do Arroio do Meio - Santa Maria - RS, por Sistema de Informações Geográficas e imagem de satélite. Cienc. Rural, maio/jun. 2002, vol.32, no.3, p.407-413. ISSN 0103-8478.

POLETTE, M.; DIEHL, F. L.; DIEHL, F. P.; SPERB, R. M.; SCHETTINI, C. A. F.; KLEIN, A. H. F. Gerenciamento Costeiro Integrado e Gerenciamento de Recursos Hídricos: Como Compatibilizar tal Desafio. Parte 4: Gestão de Bacias e Gestão de Zonas Costeiras. Florianópolis, 2003. 221-253p. SOUSA, L. F.; REFOSCO, J. C.; PINHEIRO, A. Avaliação Cronológico do Uso do Solo no Vale do Itajaí. Anais do XII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Goiânia, Brasil, 16-21 abril 2005. p. 697-704.