Por Charles Evaristo da Silva sob orientação do Prof. Msc. André Pereira Rosa
Introdução
A cartografia é uma das ferramentas mais antigas que teve seu inicio para fins de demarcações e invasão militares, e no decorrer do tempo foi surgindo várias modalidades de disciplinas, sendo elas aerofotogrametria iniciadas com balões acoplados de câmeras fotográficas e posteriormente com aviões sendo utilizado até nos dias de hoje. Já o sensoriamento remoto veio para revolucionar a era tecnológica, lançando-se uma variedade de satélites orbitais que consegue imagear a superfície terrestre.
Com a ferramenta de sensoriamento remoto é possível conhecer formas geográficas do relevo da Terra, identificando características métricas como área, perímetro, localização e tipologia ambiental.
Os dados coletados são transformados em sistema de Informação geográfica, onde subsidia estudos consistentes para planejar e ordenar espaços físicos territoriais e suas constantes modificações ambientais.
O crescimento acelerado da população impõe ao meio maior demanda de recursos naturais. A pressão antrôpica em que o meio ambiente é exposto levam a decadência de áreas verdes preservadas e um meio urbano conturbado. O desenvolvimento acelerado e desordenado em que as cidades hoje crescem, exigem melhores planejamentos do meio físico, como melhor uso e ocupação do solo, ambientes sustentáveis, infraestrutura legal e de acordo com as características da região, sendo que todos estes fatores devem estar em perfeita harmonia com o meio ambiente.
Estudos e levantamentos ambientais de diversas áreas da superfície da terra estão sendo desenvolvidos com tecnologias sofisticadas, os softwares de geoprocessamento tem sido ferramentas valiosíssimas em trabalhos com essas características.
É importante ressaltar que os recursos de geoprocessamento necessitam de conhecimento teórico intermediário e técnico, recurso humano deve estar capacitado para manusear toda essa tecnologia.
Este trabalho visa agrupar as disciplinas, embasando-se no sistema de informação geográfica com foco ambiental e irá apresentar um levantamento econômico e socioambiental da região de Betim e limítrofes, onde será utilizado o software Multispec e revisão bibliográfica para geração de dados. Consiste ainda em apresentar aos profissionais da área de agrimensura, ambiental e demais a importância da tecnologia em prol do planejamento urbano e ambiental, mantendo-o ecologicamente equilibrada para as gerações futuras.
Revisão de Literatura
Sistema de Informação Geográfica – SIG
Segundo ASSAD e SANO (1998), todos os instrumentos computacionais do Geoprocessamento são chamados de Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), pois permitem a realização de análises complexas ao integrar dados de diversas fontes e ao criar banco de dados georreferenciados.
O termo Sistema de informações geográficas (SIG) refere-se àqueles sistemas que efetuam tratamento computacional de dados geográficos. Um SIG armazena a geometria e os atributos dos dados que estão georreferenciados, isto é, localizados na superfície terrestre e numa projeção cartográfica qualquer.Os dados tratados em geoprocessamento tem como principal característica a diversidade de fontes geradoras e de formatos apresentados (ASSAD & SANO, 1998, p. 06).
Neste contexto o SIG é um sistema de informação geográfico baseado na interação software, hardware de manejo de base de dados computadorizados projetado para coleta, armazenagem, análise e visualização de dados espaciais, que permite e facilita a análise, gestão ou representação do espaço e dos fenômenos que nele ocorrem.
Portanto, este sistema é um grande banco de dados correlacionado com coordenadas atribuídas a cada informação coletada, que irá permitir, por exemplo, a definição de determinada área para uma ou mais atividades e a combinação desse potencial com outras áreas para maior refinamento do estudo (SILVA & ZAIDAN, 2011, p. 190).
A estrutura do SIG abrange alguns componentes de extrema importância, no qual se relaciona de forma hierárquica. Na primeira etapa encontramos a interface, no qual é um sistema operado e controlado por homem-máquina. Na segunda etapa, o SIG possui, segundo ASSAD e SANO (1998), alguns mecanismos de processamento de dados espaciais, tal como: entrada, edição, análise, visualização e saída. E na terceira etapa tem-se um sistema de gerência de banco de dados geográficos no qual controla o armazenamento e a recuperação de dados espaciais.
Geoprocessamento
Segundo SILVA & ZAIDAN (2011, p. 19),Geoprocessamento pode ser definido como uma tecnologia, isto é, um conjunto de conceitos, métodos e técnicas erigido em torno de um instrumental tornado disponível pela engenhosidade humana. A origem da tecnologia pode estar ligada a uma finalidade principal, porém é frequentemente que aplicadas correlatas se desenvolvam em função de interesses posteriores (SILVA & ZAIDAN, 2011, p. 19).
Os autores SILVA e ZAIDAN (2011), afirmam ainda que o geoprocessamento como tecnologia tem trazido alguns avanços tanto conceituais, como metodológicos e técnicos.
Contudo, para ASSAD e SANO (1998), o entendimento dessa tecnologia de Geoprocessamento requer uma descrição dos diversos tipos de dados que podem ser empregados em Sistemas de Informações Geográfica (SIG), estabelecendo suas representações computacionais. Nota-se que o desenvolvimento do geoprocessamento foi originado para fomentar as atividades bélicas, da mesma forma que o sensoriamento remoto foi criado para a obtenção de dados ambientais, visando portanto, à execução de análises de distribuição territorial de eventos e entidades de interesse militar, mas atualmente o Geoprocessamento apresenta fins não militares (SILVA e ZAIDAN, 2011). Hoje em dia, nota-se uma forte tendência no uso e desenvolvimento destas ferramentas para a solução de questões ambientais.
Geoprocessamento Ambiental
O Geoprocessamento ambiental automatiza várias informações, pois faz uso de diversas ferramentas, como por exemplo, o SIG, pois agrupa uma maior capacidade de processamento de dados espaciais, e esses dados reunidos fará com que analistas consigam reconhecer sua evolução temporal, como também sua evolução espacial com determinados fenômenos geográficos e suas relações com outros dados obtidos, para isso são utilizados instrumentos tais como: imagens de satélite, fotografias aéreas, mapas, banco de dados e aplicativos específicos.
Segundo SILVA & ZAIDAN (2011, p. 22),é inegável que o Geoprocessamento criou, para a pesquisa ambiental, uma dependência para com o processamento automático de dados. Entretanto, é igualmente inegável que o uso da computação eletrônica causou um desenvolvimento enorme e absolutamente desejável, em termos teóricos, relativo à capacitação para a inspeção de incidências locacionalmente convergentes de ocorrências de fenômenos ambientais. Acresce que este desenvolvimento da inspeção de ocorrências convergentes está inserido dentro de um quadro de progresso técnico em que praticamente explodiram as possibilidades gerais de inspeção de relações ditas geotopológicas (entre lugares geográficos). Processos interativos de busca de relações geotopológicas tem sido desenvolvidos e aplicados em larga escala no Geoprocessamento (na identificação de potenciais de interação da análise ambiental (SILVA & ZAIDAN, 2011, p. 22).
Contudo é observado que os resultados obtidos podem fornecer um grande volume de informações que vem crescendo continuamente, e para a organização dessas informações é necessário o uso do SIG que irá catalogar e armazenar.
Após o armazenamento são obtidos resultados da análise de dados das principais informações descritas e extraídas dos mapas temáticos, mapas cadastrais, redes, imagens de sensoriamento remoto e modelos numéricos do terreno.
Mapas Temáticos
Segundo ASSAD e SANO (1998), os mapas temáticos descrevem, de forma qualitativa, a distribuição espacial de uma grandeza geográfica, tendo como exemplo os mapas de pedologia.
Os mapas temáticos são originalizados de levantamentos de campo através da topografia ou levantamentos avançados com utilização de imagens de satélite, onde são obtidos por programas de geoprocessamento.
Mapas Cadastrais
Nos mapas cadastrais cada elemento é considerado como objeto geográfico distinguindo se assim dos mapas temáticos, este possui atributos e pode se associar a diversas representações gráficas. De forma ilustrativa pode-se citar os lotes de uma cidade que compõem os elementos do espaço geográfico, tais como o nome do dono, a localização, entre outros, salientando que todos os atributos ficam armazenados num sistema gerenciador de bancos de dados.
A parte gráfica dos mapas cadastrais é armazenada em forma de coordenadas vetoriais, com a topologia associada MOREIRA (2012).
Redes
No Geoprocessamento, o conceito de rede está relacionada às informações associadas a:
• Serviços de utilidade pública (água, luz e telefone);
• Redes de drenagem (bacias hidrográficas); e
• Rodovias.
Cada objeto geográfico, como por exemplo, uma rede elétrica, possui uma localização geográfica e está associada a atributos armazenados no banco de dados.
Um sistema de modelagem de redes só terá utilidade para o cliente depois de devidamente adaptado para as suas necessidades, o que pode levar vários anos. Isto impõe uma característica básica para esta aplicação: os sistemas devem ser versáteis e maleáveis (ASSAD & SANO, 1998, p. 17).
Imagem de Sensoriamento Remoto
Segundo MOREIRA (2012), as imagens podem ser obtidas através de fotografias aéreas ou escaneadas ou obtidas por meio de transformações, como é o caso daquelas geradas do modo linear de mistura espectral, sendo que são armazenadas em formas de matrizes. As imagens simulam formas de captura indireta de informação espacial.
Portanto para cada elemento da imagem dá-se o nome de pixel, no qual tem um valor proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida pela área da superfície terrestre ASSAD e SANO (1998).
Modelos Numéricos de Terreno
Segundo MOREIRA (2012), O Modelo Numérico de Terreno (MNT) é utilizado para mencionar a representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço.
Podendo armazenar:
• Dados de altimetria para gerar mapas topográficos;
• Dados de corte de aterro para projeto de estradas e barragem;
• Isolinhas de declividade, grade retangular e triangular;
• Variáveis geofísicas e geoquímicas e
• Apresentação tridimensional (combinação de variáveis).
Monitoria Ambiental
Segundo SILVA e ZAIDAN (2011), monitoria ambiental é a análise evolutiva de fenômenos que interfere diretamente na característica da área estudada como cobertura vegetal e uso e ocupação do solo através de expansão territorial.
Portanto para Blaschke e Kux (2007), para as tarefas de proteção do meio ambiente e da natureza, dados espaciais confiáveis e parâmetros de ecologia são de extrema importância, para tomadas de decisões de planejamento.
Cobertura Vegetal
Entende-se por cobertura vegetal todos os tipos ou formas de vegetação, natural ou plantada, que recobrem uma determinada área ou terreno.
No presente trabalho nota-se uma vegetação florestal que se desenvolve ao longo da rede hidrográfica, tendo este áreas úmidas recobertas com vegetação arbustivas.
Contudo, para Ponzoni e Shimabukuro (2007), quando interpretamos visualmente uma vegetação, observamos que ela está na região do visível, ou seja, ela apresenta valores de reflectância relativamente baixos devido a ação dos pigmentos fotossintetizantes que absorvem a radiação eletromagnética incidente para a realização da fotossíntese.
Uso e Ocupação do Solo
O uso e ocupação do solo são influenciados diametralmente pela qualidade e disponibilidade dos recursos hídricos. Sendo que para Blaschke e Kux (2007), a água desempenha um papel de extrema importância nas áreas urbanas, e no qual vemos que hoje em dia o foco maior é de como está efetuando um tratamento.
A água constitui um enorme problema no que se refere à contaminação das águas subterrâneas em áreas urbanas, enquanto, no hemisfério sul, o acesso aos recursos naturais como áreas agricultáveis e água bem como a desertificação e o crescimento urbano descontrolado, serão grandes desafios no século XXI. Em paralelo ao desenvolvimento técnico, essa demanda de dados atuais leva forçosamente os usuários de SIG, num futuro próximo, a uma utilização mais intensiva de dados de sensoriamento remoto. (BLASCHKE E KUX, 2007, p. 12).
Sensoriamento Remoto
O desenvolvimento tecnológico foi de extrema importância para produtos de sensoriamento remoto e SIG, pois aprimoraram nosso conhecimento sobre a Terra, proporcionando a humanidade grandes avanços, podendo criar banco de dados, com geração de resultados obtidos e cadastrados.
Sensoriamento remoto é a arte e a ciência de obter informações sobre um objeto sem estar em contato físico direto com o objeto. O sensoriamento remoto pode ser usado para medir e monitorar importantes características biofísicas e atividades humanas na Terra (JENSEN, 2009, p. XIII).
Com isso, o SIG e o sensoriamento remoto são cada vez mais próximos para proteção e monitoramento do meio ambiente, pois eles possibilitam dados básicos com boas resoluções e uma resposta rápida para que se possa fazer um planejamento. Sabem que as mudanças ambientais é crescente e exige grande demanda de imagens para verificação de espaços territoriais.
Na figura 9 é apresentado a coleta de dados com utilização de sensoriamento remoto através aerofotogrametria com câmeras montadas dentro do campo de visada , com estes instrumentos a aeronave ou satélite podem estar a poucos metros acima do solo para a captura de objetos presentes em determinados locais.
Sensoriamento Remoto
O desenvolvimento tecnológico foi de extrema importância para produtos de sensoriamento remoto e SIG, pois aprimoraram nosso conhecimento sobre a Terra, proporcionando a humanidade grandes avanços, podendo criar banco de dados, com geração de resultados obtidos e cadastrados.
Sensoriamento remoto é a arte e a ciência de obter informações sobre um objeto sem estar em contato físico direto com o objeto. O sensoriamento remoto pode ser usado para medir e monitorar importantes características biofísicas e atividades humanas na Terra (JENSEN, 2009, p. XIII).
Com isso, o SIG e o sensoriamento remoto são cada vez mais próximos para proteção e monitoramento do meio ambiente, pois eles possibilitam dados básicos com boas resoluções e uma resposta rápida para que se possa fazer um planejamento. Sabem que as mudanças ambientais é crescente e exige grande demanda de imagens para verificação de espaços territoriais.
Na figura 9 é apresentado a coleta de dados com utilização de sensoriamento remoto através aerofotogrametria com câmeras montadas dentro do campo de visada , com estes instrumentos a aeronave ou satélite podem estar a poucos metros acima do solo para a captura de objetos presentes em determinados locais.
Vantagens
O sensoriamento remoto possui inúmeras vantagens na sua utilização. Jensen (2009) afirma que o sensoriamento remoto é não-intrusivo, se o sensor estiver registrado passivamente a energia eletromagnética refletida ou emitida pelo fenômeno de interesse, ou seja, ele não perturba o objeto ou área de interesse, pois alguns sensores intrusivos emite radiações ao objeto interessado, trazendo desvantagens pelo não retorno total desta transmitância.
Contudo, para Moraes (1992), os sistemas de radares tem vantagens, tais como operar no escuro (sensor ativo) e sob condições meteorológicas adversas.
Estes os equipamentos de sensoriamento são programados para coletar dados sistematicamente, podendo conter informações biofísica básica, localização em coordenadas x e y, elevação ou profundidade em z, biomassa, temperatura e teor de água entre outros.
Limitações
No entanto, o sensoriamento remoto possui algumas limitações, sendo a maior limitação é que geralmente ela é superestimada, onde as pessoas interpretam o sensoriamento remoto como a melhor solução, conforme é citado no SIG, um bom geoprocessamento é necessário de várias ferramentas, sendo reconhecimento do local de estudo agrupadas de disciplinas como: topografia, geodésia e etc….
Sensoriamento remoto não é uma panaceia que fornecerá todas as informações necessárias à condução das pesquisas físicas, biológicas ou das ciências sociais. Ele simplesmente provê alguma informação espacial, espectral e temporal de valor, de uma forma que esperamos seja eficiente e econômica. (JENSEN, 2009, p. 09).
Alguns sensores remotos ativos produzem radiação eletromagnética e podem afetar o fenômeno no qual está sendo investigado.
Satélites
Devido ao grande avanço tecnológico, foram lançados vários satélites artificiais, sendo que estes são satélites de sistema de posicionamento global, juntamente com satélites de comunicações, satélites científicos, satélites militares, e com vida útil estimada o satélite acaba gerando assim uma grande quantidade de lixo espacial ao redor do planeta. Entendemos então que não podemos nos referir aos satélites apenas como um meio de transporte de dados ou apenas um meio de mapear ou espionar o sistema terrestre.
No Brasil, o primeiro satélite para coleta de dados, o SCD-1 (Satélite de Coleta de Dados), foi lançado em fevereiro de 1993, com o objetivo de receber dados das PCDs (Plataformas de Coletas de Dados) e retransmiti-los para a estação de rastreamento em Cuiabá, da qual, através da rede de comunicação, são transferidos para o Centro de Missão no INPE de Cachoeira paulista, no Estado de São Paulo. O Centro de Missão encarrega-se de processar os dados e distribuí-los aos usuários. O SCD-1 operou por mais de três anos além do previsto. Este fato selou o êxito dos primeiros passos do Brasil na era espacial. Atualmente está em operação o SCD-2. (MOREIRA, 2012, p. 143).
LandSat
Como se sabe o Landsat surgiu no final da década de 60, como parte do Programa de Levantamento de Recursos Terrestres da NASA, em conjunto com outras agências federais dos EUA. O primeiro satélite da série começou operar em 1972 e a última atualização ocorreu em 1999 com o lançamento do LANDSAT 7.
Portanto foram lançados 7 satélites do Programa Landsat desde 1972, sendo que 6 deles forneceram imagens da Terra.
O Landsat foi o primeiro satélite não tripulado especificamente projetado para a aquisição de dados sobre a superfície da Terra de uma maneira sinóptica, metódica e repetitiva. O plano inicial da NASA era o de ter um satélite experimental de recursos terrestres, no sentido de demonstrar que este poderia servir como uma importante fonte de informações para o monitoramento da Terra e de seus recursos. Os resultados e o sucesso alcançados pelo Landsat foram tão expressivos que a NASA decidiu dar continuidade a serie, que hoje está no sétimo satélite (Landsat 7).
Abaixo se encontra a data de lançamentos dos satélites Landsat e a sua desativação.
• Landsat 1: Lançado em 23/07/72 –Desativado em 06/01/78
• Landsat 2: Lançado em 22/01/75 – Desativado em 02/02/82
• Landsat 3: Lançado em 05/03/78 – Desativado em 31/03/83
• Landsat 4: Lançado em 16/07/82 – Não imagea, porém não está desativado
• Landsat 5: Lançado em 01/03/84 – Ativo até o momento
• Landsat 6: Lançado em 05/10/93 – Perdido após o lançamento
• Landsat 7: Lançado em 15/04/99 – Ativo normalmente até 31-05-03, e em modo SLC-OFF depois desta data, com a qualidade das imagens muito prejudicadas.
Características Orbitais do Satélite LandSat
Segundo MOREIRA (ano), quando se coloca um satélite em torno de um astro, ele deve girar sempre numa mesma posição, para que possa ser rastreado em estação terrena.
Alguns satélites que giram com velocidade maior que a da Terra são colocados em orbitas mais baixas, ou seja, encontra se abaixo de 2000 km, situando-se na exosfera, onde está aproximadamente 500 km acima da termosfera.
Abaixo algumas características orbitais do satélite Landsat:
• Altitude = 705 km
• Velocidade = 7,7 km/seg
• Peso = 2 ton.
• Tempo de obtenção de uma cena = 24 seg.
• Aproximadamente 411 Órbita/ponto.Abrangendo todo Brasil
• Órbita Heliossíncrona sempre passa num mesmo local no mesmo horário solar.
Para percorrer uma órbita, o LANDSAT 5 precisa de 99 minutos, o que significa que faz, em um dia, 14,5 órbitas. Em 16 dias, o LANDSAT 5 cobre toda a Terra.
O mapeamento temático a partir de cada uma dessas bandas depende ainda das características da área em estudo (região plana ou acidentada); época do ano (inverno ou verão); ou de vegetações regionais (Nordeste, Sudeste, Sul, Amazônia, Pantanal).
LandSat 5 TM
Tabela 1 – Características e aplicações das bandas espectrais
O Landsat 5 tem em sua composição sensores: o sistema de escâner multiespectral (MSS) e o instrumento Thematic Mapper ( TM ); em 1987 um dos seus sensores (MSS )
falhou e em agosto de 1995 foi desligado.
O sensor (TM) continua em operação mesmo após 27 anos da sua considerada vida útil. Em 2005 Landsat 5 suspendeu suas operações com problemas no painel solar, mas os engenheiros da NASA foram capazes de conceder outra maneira de aquisição de energia e em 1 de janeiro de 2006 o Landsat 5 retoma a suas operações normais.
A tabela 1 contêm as principais características e aplicações das bandas TM com o seu respectivo intervalo espectral.
Os sistemas de sensores são como radiômetros imaginadores, isto é, a informação coletada por eles permite gerar uma imagem. Sendo estes sistemas expressos por quatro domínios de resolução: espectral, espacial, radiométrica e temporal.
Na resolução espectral, cada alvo reflete a energia diferente do outro.
Quando se trata de alvos semelhantes, como tipos de vegetação, a diferença no comportamentos espectral de dois ou mais tipos de vegetação pode não ser tão marcante a ponto de ser percebida em imagens de satélites. (MOREIRA, 2012, p. 157).
Portanto a resolução espectral se refere à largura da faixa espectral que o sensor opera, no landsat 5 sua resolução espectral oferece subsídios para mapeamentos temáticos na área de recursos naturais e opera com 7 bandas nas regiões do visível, infravermelho próximo, médio e termal. Já a resolução espacial, diz respeito a menor área imageada por um sensor, temos no Landsat 5 uma resolução de 30 metros.
Na resolução radiométrica, pode se dizer que é a radiação eletromagnética refletida e/ou emitida pelos alvos da superfície terrestre e tem um valor de intensidade que difere de um alvo para o outro. Em comparação com os satélites antecessores,o landsat 5 teve um aumento de sua acurácia no armazenamento dos dados de 6 para 8 bits. No que se refere na solução temporal o tempo de revisita a um determinado alvo diminuiu de 18 dias para 16 dias.
Vemos todas essas características na tabela 2 abaixo que utiliza o sensor TM, cujo o qual é o que está em funcionamento no satélite landsat 5, pois o MSS foi desativado em 1995.
Pode se afirmar que o programa Landsat foi um dos principais precursores do amplo uso que se dá hoje para imagens de satélites de sensoriamento remoto no mundo, tendo firmado conceitos como taxa de revisita, órbita-ponto fixa (path-row) e muitas outras gerando uma imagem de boa separabilidade dos alvos de interesse tanto em área rural como urbana.
Aquisição do Satélite LandSat 5 TM
As imagens são adquiridas e fornecidas gratuitamente pelo instituto de pesquisas espaciais INPE. No qual tem que fazer um cadastramento. Orbita do ponto da região de Betim e limítrofes é 218-74.
Escolha do Programa Computacional
Para realização das tarefas diárias relacionadas às imagens orbitais e sensoriamento remoto é necessário usar mais de um software para alcançar os produtos desejados, quanto a realização dos trabalhos. Para tal, lista se os principais programas utilizados: Sendo eles:
• Arcgis
• Autocad
• CorelDraw
• DataGeosis
• Envi
• Google Earth
• MapInfo
• Multispec
• Softawares de Pós-processamento de dados GNSS
• Multispec
São diversos softwares disponíveis no mercado de geoprocessamento, os mais usados são o Multispec e o Spring e são encontrados gratuitamente no mercado.
Software Multispec
O software Multispec foi o abordado na realização deste trabalho, no qual foi feito o (processamento de dados geográficos.
O tutorial MultiSpec foi desenvolvido pela Universidade de Purdue, tendo como autores David Landgrebe e Larry Biehl, professores na Escola de Engenharia da Computação e Agronomia.
Ele se utiliza de várias versões sendo estes para Windows e Macintosh, além de documentação podem ser encontrado no seguinte endereço eletrônico. Apontando então que todas as atividades de captar, organizar e desenhar mapas, adquirir, manipular, analisar e apresentar os dados georreferenciados deste trabalho foi através do auxílio deste software.
Portanto, caso não seja cumprido o SIG é impossível a manipulação dos dados orbitais.
Análise Socioeconômica
A análise socioeconômica permite identificar várias camadas e permanências no processo de constituição do espaço. Nota-se que esse processo de concepção se deve a vários fatores indutores, que geralmente ocorrem na urbanização capitalista. Sua atuação é vista na produção de infraestruturas, no tipo de utilização de legislação e do planejamento em que serão aplicadas as metas de organização.
No trabalho exposto afeiçoam-se algumas tendências desta constituição. Cataloga-se então aos processos que levaram à expansão e na procura de inserção sócio-espacial urbana que, no entanto, tem a configuração de um espaço de reprodução, local de moradia onde é formado por grande parte da população de baixa renda e da força de trabalho, ou seja, onde se tem mais chance de disponibilidade de trabalho. Mas temos que considerar também algumas diferenciações qualitativas.
Foram então analisados dados sobre o desenvolvimento da população urbana da RMBH instituem evidências apropriadas para os processos.
Na tabela 3, Observa-se, inicialmente, a tendência declinante na taxa de crescimento anual da população da cidade de Ibirité da região metropolitana, onde teve seu crescimento maior na década de 70 a 80 e abaixando seu nível entre 1991 a 2000, decaindo em 15,73%.
Na figura 10, notamos como é evidente o crescimento populacional ao redor da capital e com a análise acima vemos que o crescimento se faz presente ao redor nas regiões metropolitana. E principalmente Betim que é o objeto de estudo deste trabalho.
Fato notável é que Betim continua com alta taxa de crescimento urbano, mesmo passado o momento dos maiores impactos decorrentes da implantação da Fiat Automóveis em seu território, nos anos 70. Observa-se assim uma assimetria, já que, nos anos 90, o município caracterizava-se como um forte e moderno centro industrial, mas com significativa concentração de pobreza. Ao mesmo tempo em que, por exemplo, o PIB municipal correspondia a 10% e 26% do estadual e metropolitano, respectivamente, em 1993, informações do censo demográfico de 1991 mostram que o rendimento nominal de 33,45% dos chefes de domicílios de Betim estava na faixa de até um salário mínimo mensal, enquanto este mesmo indicador era de 20,41% para Belo Horizonte e 23,22% para Contagem. A média para a RMBH como um todo era de 24,85% naquele ano. A mencionada assimetria também se expressa quando se constata que, dos 17.000 empregados diretos da Fiat em 1994, apenas 22% residiam em Betim. (ROCHA; COSTA, 1996 p. 560-571)
Em súmula, pode-se dizer que apesar de novos processos virem ocorrendo na formação do processo de constituição do espaço da metrópole. Bom isto não significa que podemos deixar de lado as marcas deixadas por processos anteriores, pois ela se distingue por uma grande diferenciação do seu espaço, com marcas profundas da expansão periférica de períodos anteriores de seu processo de formação urbano e metropolitano.
Metodologia
Seleção do Local de Estudo
O município de Betim/MG é base de estudo para este trabalho, juntamente com a microregião compostas pelas cidades limítrofes do município de Betim, representados pela região metropolitana de Belo Horizonte.
Á área em questão é de fácil acesso e atualmente passa por grande pressão antrópica. Tornou-se centro das atenções e atrai pessoas diversas regiões, cita-se que um dos motivos é o grande parque industrial, composto por multinacionais e sua proximidade com a capital de Minas Gerais.
A referida área possui aproximadamente cerca de 40.000 hectares, para o cálculo da extensão territorial utilizou-se as imagens do satélite LandSat 5 TM. Após coleta de imagens do satélite, importou-se um recorte da provável área definida pelo autor no programa Multispec e se demarcou o retângulo envolvente visual para classificação das classes e contendo todo o perímetro da área em estudo denominado pela região de Betim e limítrofes. Foi feito os ajustes de escalas através de técnicas de geoprocessamento, utilizando alguns pontos notáveis da imagem (ex: rios, lagoas, quadras e industrias), sendo assim definido o perímetro visual aproximado obtendo no software Multispec através da planilha de classes a extensão da área em estudo.
O município cresce desordenadamente, processo atualmente comum, vistos em vários outros municípios, a área possui características peculiares que viabilizou muito a proposta deste trabalho.
Seleção da Imagem LandSat 5 TM
As imagens trabalhadas foram obtidas gratuitamente pelo site do INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, realizou-se um cadastro no site que possibilitou acesso ao catálogo de imagens.
A análise a qual este estudo pretende desenvolver se delimita a um período de 11 anos. Foram selecionadas duas imagens uma do ano de 2000 e outra no ano de 2011.
Para selecionar as imagens foram necessários preencher alguns parâmetros básicos como o tipo de satélite, que neste estudo optou-se por utilizar o Landsat 5, a cobertura máxima de nuvem 50%, intervalos de tempo janeiro/2000 à dezembro/2000 (imagem de 2000) e janeiro/2011 a dezembro/2011 (imagem de 2011), em ambas seleção optou-se por filtrar por meio da orbita e ponto respectivamente 218 e 74 referente a localização do município de Betim e limítrofes.
Todas as duas seleções (ano de 2000 e 2011), passaram por uma análise visual, em que o fato determinante foram imagens que apresentaram menor quantidade de nuvens e cores mais vivas.
Composição das Imagens e Recorte do Retângulos Envolventes
As imagens são adquiridas por meio de 7 bandas espectrais do Landsat 5, fez-se a composição das mesmas através do programa MultiSpec. Entrou no programa para agrupar a segunda banda, realizando o mesmo processo para as outras 4 bandas faltantes, as imagens são o resultado do agrupamento das bandas (1,2,3,4,5,7), esse processo seguiu ambas imagens do período 2000 e 2011.
Após a composição das imagens através das bandas estarem devidamente agrupadas selecionou-se o recorte do retângulo envolvente a ser trabalhado, observou-se uma área em que se visualizou toda área urbana do município de Betim e limítrofes.
Para se realizar um mesmo recorte para ambas as imagens foram necessárias observar e demarcar pontos de referência, para tal utilizou-se diversos elementos da imagem e suas coordenadas. Na janela do Projeto, desenhou-se o retângulo na imagem para definir uma área homogênea de uso do solo conhecido, por exemplo, recurso hídrico, assim que foi definido este primeiro retângulo.
Classificação Supervisionada das Imagens
Ao desenvolver uma classificação supervisionada foi preciso definir áreas homogêneas de treinamento que foram usadas para fornecer estatísticas para o algoritmo de classificação. Para a classificação ser rodada foi necessário sempre manter um número suficiente de áreas que representasse uma mesma feição mostrando uma variação da feição em toda a imagem.
Após rodar todo algoritmo de classificação a imagem mostrou a composição de cor, todas informações que foram geradas com a classificação sendo apresentadas em forma de tabelas para verificar suas estatísticas no processo de classificação.
Ao rodarmos a classificação supervisionada através de polígonos de pixel, uma imagem “classificada” foi criada como temática, isso fez com abrisse uma imagem classificada com a legenda apresentando suas respectivas classes como mancha urbana, vegetação, hidrografia e solo exposto como irá trataras seguintes figuras 13 e 14.
Usando os métodos descritos na classificação supervisionada, comparou-se as imagens classificadas e aspectos sócio econômicos da região de Betim e limítrofes. Ressalta-se que todas as etapas desta metodologia foram realizadas duas vezes uma para a imagem do ano de 2000 e a outra para a imagem do ano de 2011.
Resultados e discussões
Comparativo de Imagens LANDSAT 5 TM ano 2000 e 2011
Conforme mostra as figuras 15 e 16 são apresentadas as comparações visuais de mancha urbana das imagens temáticas classificadas no software Multispec. É nítido que em 11 anos de comparação houve um maciço aumento de expansão urbana, principalmente no município de Betim. Já na figura 17 foi apresentado pelo autor as combinações temáticas dos anos 2000 e 2011 onde a cor preto é referente à realidade da mancha urbana do ano 2000 e a cor azul foi definido como temático do ano de 2011, ou seja, representa a expansão do crescimento urbano nos municípios de Betim e limítrofes.
Na figura 18 do ano 2000 e observado maior camada de vegetação, ao lado na figura 19 ocorre a redução da vegetação, isso ocorre devido ao aumento da mancha urbana na região metropolitana conforme foi apresentado anteriormente.
Na figura 20 são apresentados as sobreposições referente a classe vegetação correspondente aos temáticos das imagens do ano 2000 e 2011, a cor vermelha representa o que foi suprimido no período de 2011. Os círculos representam maiores índices de desmatamentos onde foi analisado três círculos para possíveis degradações.
Análises estatísticas das figuras temáticas anos 2000 e 2011
Na tabela 4 na referência accuracy+ corresponde aos resultados de classificação da cidade de Betim e demais municípios da região metropolitana de Belo Horizonte, onde possui boa qualidade neste parâmetro de saída do software. A qualidade geral da imagem temática LANDSAT 5 TM do ano de 2000 foi 89,8 %, gerada no software Multispec e informado o seguinte parâmetro Kappa Statistic (X100)= 89,8%. Kappa Variance= 0.000076.
Na tabela 5 são apresentados os resultados da figura 13 que representa o temático referente ao ano da imagem 2000, sendo apresentados os resultados de cada classe onde o software apresenta o percentual e áreas de abrangência em hectares.
A qualidade geral da imagem temática LANDSAT 5 TM do ano de 2011, sendo gerada no software Multispec informou o seguinte parâmetro Kappa Statistic (X100)= 91,6%. Kappa Variance= 0.000063, conforme apresentado na tabela 6.
Na tabela 07 tratadas como classes distribuição por seleção de área são apresentados os resultados obtidos na figura 14, no qual representa o temático referente ao período do ano 2011, estes resultados são apresentados de cada classe onde o software apresenta o percentual e áreas de abrangência em hectares. Mas adiante será comparado as comparações estatísticas das tabelas do período 2000 e 2011.
Comparação estatísticas das tabelas de classificação das imagens
Na tabela 8 são apresentadas as diferenças ocorridas no município de Betim e limítrofes das regiões metropolitana, como Igarapé, Contagem, São Joaquim de Bicas. Na classe 1 Hidrografia houve um acréscimo de 0,90 % em relação ao ano de referência 2000, mas não pode levar em consideração, pois como o autor citou no item 4.1 nas figuras 23 e 24, no tratamento o programa computacional considerou falsas cores e com isso classificou sombras de montanhas com a mesma tonalidade de pixel de Hidrografia.
Na classe 2 identificada como mancha urbana, obteve 12,30 % de crescimento na figura 28 e sendo apresentadas pelo autor os vetores de crescimento da expansão urbana e no item 4.1.4 serão apresentadas uma análise socioeconômica do município de Betim onde apresenta um crescimento relevante.
Na tabela 8 a classe 3 é referente a solo exposto em que a imagem de 2011 diminuiu 7,90 % correspondendo cerca de 3.315,60 hectares, esse resultado seria bom caso ocorresse alguma intervenção de reflorestamento, mas isso não ocorreu devido a maioria dessas áreas deram lugar a mancha urbana.
Na classe 4 denominada como vegetação apresentou um nível de desmatamento de 5,4 % relacionadas ao período de 2000 a 2011. Esse índice não é bom pelo fato de haver atividades de supressão vegetal relacionadas a possíveis desmatamentos e inserção de loteamentos clandestinos onde nessas regiões contem índices elevados.
Crescimento de Aguapés na lagoa da Petrobrás em Ibirité-MG
A Figura 29 expressa às imagens agrupadas e classificadas tematicamente, pode-se observar que o ano 2000 mostra o perímetro da água molhada, enquanto que na imagem de 2011 é observada a presença de vegetação sobre a lâmina d’água. O local é característico de residências e indústrias. Possivelmente pode ocorrer a contaminação através de lançamento de esgotos domésticos e industriais no local.
Através de reconhecimento no local, foi identificado o desenvolvimento de plantas aquáticas na lagoa que caracteriza um possível evento de eutrofização. A planta aquática na lagoa foi identificada como aguapé. Diante do grau de poluição, fez-se a inserção de aguapés, os quais possuem raízes longas e finas e possui biomassa (bactérias e fungos) que atuam na degradação e de substâncias tóxicas, quebrando sua estrutura e permitindo que a planta assimile estes componentes tóxicos. Cabe um estudo mais aprofundado para coletar os parâmetros d’a água da lagoa para saber se realmente está contaminada ou se a presença de aguapé é referente à tipologia da vegetação local.
Análise Socioeconômica do Município de Betim-MG
O município de Betim possui um território com 345.99 km², com os municípios limítrofes (Contagem, Esmeraldas, Juatuba, São Joaquim de Bicas, Mário Campos, Sarzedo e Ibirité).
As principais rodovias que servem o município é BR-381, BR-262, BR-040, MG-050 e MG-060. Uma grande característica de Betim é atividade industrial com grande destaque no cenário nacional com as participações de empresas como a FIAT automóveis, Petrobrás, Usiminas, Teksid e etc…
Consultando as fontes do IBGE e ALMG conforme apresentado na figura 35, a população de Betim aumentou mais de 100.000 habitantes em 7 anos, Consultando o último censo de 2010 a população total de Betim é 377.547 habitantes, sendo elas subdivididas em população rural com 2.758 habitantes e urbana com 374.789. A densidade demográfica deste município é 1.102,80 habitantes por quilômetros quadrados. Analisando todo esses cenários e notável que o município esta em faze de expansão populacional e necessitando de novas moradias e com isso aumenta a demanda por espaços territoriais mostrado no decorrer deste trabalho. A cidade de Betim e a segunda mais rica do estado e com isso atrai uma migração em massa de gente buscando novas oportunidades de trabalho.
Conclusão
A pesquisa tratou de analisar as imagens do satélite Landsat 5 TM, e conseguimos através do capitulo resultados e discussão agregar o geoprocessamento e em especial a parte de sensoriamento remoto que é uma ferramenta fundamental para conhecer áreas de difícil acesso interligando todo meio ambiente terrestre.
Os recursos desenvolvidos foi utilização de ferramentas tecnológicas como programas computacionais para geração de plataformas de armazenamento e criação de dados. O software escolhido foi o Multispec. para comparação das imagens de satélite, sendo utilizado a geração das classes temáticas, onde foi feita a classificação, análise e interpretação dos dados obtidos. Através destes recursos e mão de obra especializada possibilitou conhecer as possíveis áreas desmatadas, analisou e quantificou os recursos hídricos identificando possível eutrofização da lagoa da Petrobras através de comparação das classes vegetação e hidrografia no período de 2000 a 2011. A medida de controle para despoluição da lagoa segundo o autor foi feito uma inserção de aguapés para assimilar o excesso de matéria orgânica lançado por possíveis efluentes domésticos e indústrias que limítrofes a área da lagoa.
As diminuições das áreas de solo exposto encontradas no período de 2000 a 2011 se deram através do abrangente crescimento desordenado populacional onde a áreas expostas foram substituída pela classe mancha urbana onde apresentou grande crescimento no município macro de Betim e limítrofes. Através deste aumento de expansão urbana foi feita identificação dos sentidos do crescimento urbano e diante disso o autor propôs uma análise socioeconômica do município de Betim.
Na revisão de literatura foi abordado temas; sistema de informação geográfica, geoprocessamento, geoprocessamento ambiental, mapas temáticos, mapas cadastrais, redes, imagem de sensoriamento remoto, modelos numéricos de terreno, monitoramento ambiental, cobertura vegetal, uso e ocupação do solo, sensoriamento remoto, vantagens, limitações, satélites, landsat, características orbitais do satélite landsat, landsat 5 tm, aquisição de satélite landsat 5 tm, escolha do programa computacional, software multispec e análise socioeconômica.
Sendo assim; com os resultados os bons resultados obtidos foram possíveis atender todos os objetivos específicos propostos e conclui a eficaz da tecnologia para localização de áreas degradadas e planejamento socioeconômico para municípios. As conclusões apontadas somente podem ser aplicadas ao caso estudado não abrangendo todo universo.
Recomendações
A pesquisa teve sua limitação por decorrência de falta de tempo o abandono do software spring onde o autor teve problema com pontos de controle no georreferenciamento das imagens, foi proposto novo tema onde abrangeu com mais embasamentos os objetivos proposto. São relatados pouca bibliografia para embasamento teórico e as fornecidas são literatura estrangeira como as maiorias dos softwares disponíveis.
Fica sugerido para estudos futuros estudos detalhado da análise d´água da lagoa da Petrobras,criações de banco de dados no sistema de informação geográfica – SIG, e comparação entre o software Spring.
Referências
ALMG. Municípios, Disponível em http://www.almg.gov.br/consulte/info_sobre_minas/index.html?aba=js_tabMunicipios&sltMuni=66 acessado em 23 novembro 2012.
ASSAD, Eduardo Delgado; SANO, Edson Eyji. Sistema de informações geográficas: Aplicações na agricultura. Brasília: Embrapa informação tecnológica,1998.
ASSAD, Eduardo Delgado; SANO, Edson Eyji. Sistema de informações geográficas: Aplicações na agricultura. Brasília: Embrapa informação tecnológica,1998. 06 p.
ASSAD, Eduardo Delgado; SANO, Edson Eyji. Sistema de informações geográficas: Aplicações na agricultura. Brasília: Embrapa informação tecnológica,1998. 17p.
BLASCHKE, Thomas; KUX Hermann. Sensoriamento remoto e SIG avançados: novos sistemas sensores: métodos inovadores / versão brasileira atualizada. 2ª ed., São Paulo: Oficina de Textos, 2007.
BLASCHKE, Thomas; KUX Hermann. Sensoriamento remoto e SIG avançados: novos sistemas sensores: métodos inovadores / versão brasileira atualizada. 2ª ed., São Paulo: Oficina de Textos, 2007. 12p.
CORDINI, J. Notas de aula. O Terreno e sua Representação.Universidade Federal de Santa Catarina. UFSC Florianópolis, (2004).
INPE. Divisão de Geração de imagens, Disponível em http://www.dgi.inpe.br/siteDgi/index_pt.php acessado em 11 setembro 2012.
IBGE. Censo Populacional, Disponível em http://www.ibge.gov.br/cidadesat/topwindow.htm?1 acessado em 23 novembro 2012.
JENSEN, John R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: Uma perspectiva em recursos terrestres, tradução autorizada segunda edição. São José dos Campos, São Paulo: Parêntese Editora, 2011.
JENSEN, John R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: Uma perspectiva em recursos terrestres, tradução autorizada segunda edição. São José dos Campos, São Paulo: Parêntese Editora, 2011. XIII p.
JENSEN, John R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: Uma perspectiva em recursos terrestres, tradução autorizada segunda edição. São José dos Campos, São Paulo: Parêntese Editora, 2011. 09 p.
MOREIRA, Mauricio Alves. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação- 4ed.Viçosa, Minas Gerais: Ed. UFV,2011.
MOREIRA, Mauricio Alves. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação- 4ed.Viçosa, Minas Gerais: Ed. UFV,2011. 143 p.
MOREIRA, Mauricio Alves. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação- 4ed.Viçosa, Minas Gerais: Ed. UFV,2011. 157 p.
NOVO, Evlyn M.L. de Moraes, Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações. 2ª Ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1992.
Ponzoni, Flávio Jorge; Shimabukuro, Yosio Edemir, Sensoriamento Remoto no estudo da vegetação – São José dos Campos, SP: A Silva Vieira Ed., 2007.
ROCHA, V.E., COSTA, G.M. Produção do espaço na periferia metropolitana: reflexões a partir do caso de Betim/MG. In: VI ENCONTRO NACIONAL DA ANPUR, Anais… Rio de Janeiro: ANPUR. 1996. 560-571 p.
Sensores. Disponível em: http://www.sat.cnpm.embrapa.br/conteudo/landsat.htm acessado em 11 setembro 2012.
SILVA, Jorge Xavier; ZAIDAN, Ricardo Tavares. Geoprocessamento & Análise Ambiental, Aplicações, Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2011.
SILVA, Jorge Xavier; ZAIDAN, Ricardo Tavares. Geoprocessamento & Análise Ambiental, Aplicações, Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2011. 19 p.
SILVA, Jorge Xavier; ZAIDAN, Ricardo Tavares. Geoprocessamento & Análise Ambiental, Aplicações, Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2011. 22 p.
SUDEC. Levantamento de reconhecimento semidetalhado dos solos da região dos Inhamuns. Salgado. Fortaleza, 1980.
