Uso do solo, ou uso da terra são os termos mais utilizados para designar as formas de ocupação humana na superfície terrestre. De acordo com Carlos (2001) Para suprir as necessidades de existência, produzindo, consumindo, habitando, enfim vivendo, o homem faz apropriações e usos do solo. Todavia, nem sempre são avaliadas as consequências, para a própria existência humana, dos diversos tipos de uso do solo.
Nessa pesquisa foram elaborados mapas de uso e cobertura do solo com base em imagens de 6 anos diferentes de modo a traçar um cenário da evolução do uso e cobertura do solo na área urbana e periurbana de Anápolis de 1965 a 2010. Esses mapas permitiram verificar a evolução do uso do solo, admitindo inferências quanto ao aparecimento de processos erosivos e quanto aos níveis de impermeabilização da área por edificações. Foram obtidas por meio do arquivo da Prefeitura Municipal de Anápolis as seguintes imagens: fotos aéreas de (USAF,1965), aerolevantamentos da Prefeitura em 1977 e 1989, imagem Ikonos (2001), imagem Quik Bird
Capítulo 3 - Metodologia
(mosaico de 2008/2007) e Geo Eye (2010). O detalhamento da resolução espacial e escala de obtenção e apresentação dessas imagens se encontra na Tabela 3.3.
Tabela 3.3 - Especificações das imagens utilizadas no mapeamento de uso e cobertura do solo. Imagem de
Satélite Ano da imagem Resolução Espacial
Escala de obtenção/
produção/ visualização Modo de obtenção
USAF 1965 6 m 1:60.000 Aerolevantamento
Terrafoto S.A. 1977 4,5 m 1:8.000 Aerolevantamento
Fotomosaico 1989 4 m 1:9.000 a 1:15.000 Aerolevantamento
Ikonos 2001 1 m 1:2.000 Imageamento orbital
Quickbird 2008/2007 0,6 m 1:1.200 Imageamento orbital
GeoEye 2010 0,5 m 1:1.000 Imageamento orbital
As fotos aéreas verticais em preto e branco do ano de 1965 (Apêndice A, Figura A.4), referentes ao mês de julho, foram tomadas através de um sobrevôo da USAF (United States
Air Force) na escala de 1:60.000, formando um mosaico das imagens de nº. 47.365, 47.366 e
47.367. As imagens digitais possuem 6 m de resolução dos pixels e 16 bits de resolução radiométrica. As fotografias aéreas de 1977 (Apêndice A, Figura A.5) foram obtidas em preto e branco, na escala 1:8.000 por aerolevantamento realizado pela empresa Terrafoto S.A. Estão em formato digital com pixels na resolução de 4,5 m, realizadas em um aerolevantamento. O fotomosaico do ano de 1989 (Apêndice A, Figura A.6) é resultante de um sobrevoo da cidade de Anápolis no mês de julho, para a escala que varia de 1:9.000 a 1:15.000, que foi digitalizado com pixels na resolução de cerca de 4 m e 8 bits. As imagens de 2001, 2008/2007 e 2010 (Apêndice A, Figura A.7, A.8 e A.9), são de alta resolução espacial e foram obtidas respectivamente pelos satélites Ikonos, QuickBird e GeoEye cujos parâmetros estão descritos na Tabela 3.4. Destaca-se que essas imagens repassadas pela Prefeitura de Anápolis não vieram acompanhadas da banda infravermelho próximo.
Para elaboração desses mapas foi construído um banco de dados no programa Spring 5.2.2 para armazenamento de todas as imagens necessárias ao mapeamento e também com a base cartográfica usada para a construção dos mapas do meio físico. Para a fotointerpretação das imagens aéreas foi utilizada a ferramenta de desenho e correção de dados vetoriais Editor do programa ArcGIS 9.3 da Environmental Systems Research Institute (ESRI).
Os mapas de uso e cobertura foram elaborados por meio de técnicas de fotointerpretação e de análise digital quantitativa de classificação, especificamente a classificação supervisionada utilizada foi a da máxima verossimilhança (MaxVer) gaussiana. Foi utilizado também um
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algoritmo que observa as informações contextuais da classificação, dependendo do valor atribuído aos pixels vizinhos, em uma reclassificação, chamado de MaxVer-ICM (Interated
Conditional Modes). A reamostragem utilizada, para todos os processos do presente trabalho
(importação de imagem, degradação, mosaicos, etc), foi a do vizinho mais próximo. As ferramentas de análise quantitativa utilizadas foram do software Spring.
Tabela 3.4 - Especificações dos satélites de obtenção das imagens de alta resolução espacial.
Parâmetros GeoEye QuickBird Ikonos
Resolução espacial 0,46 m (sensor pancromático) 1,84 m (sensor multiespectral) 0,46 m (sensor pancromático) 1,84 m (sensor multiespectral) 0,82 m (sensor pancromático) 3,2 m (sensor multiespectral) Resolução espectral 450 a 900 nm (pancromática) 450 a 520 nm (azul) 520 a 600 nm (verde) 630 a 690 nm (vermelho) 760 a 900 nm (infravermelho próximo-1) 450 a 900 nm (pancromática) 450 a 520 nm (azul) 520 a 600 nm (verde) 630 a 690 nm (vermelho) 760 a 900 nm (infravermelho próximo-1) 526 a 929 nm (pancromático) 445 a 516 nm (azul) 506 a 595 nm (verde) 632 a 698 nm (vermelho) 757 a 853 nm (infravermelho próximo-1) Resolução
temporal Entre 1 a 4 dias Entre 1 a 4 dias Entre 1,5 a 3 dias
Resolução
radiométrica 11 bits por pixel 11 bits por pixel 11 bits por pixel
Altitude
orbital 450 km 450 km 680 km
Faixa de
imageamento 16,5 km 16,5 km 11,3 km
Visada lateral Acima de 25º e quando solicitado acima de 45º Acima de 25º e quando solicitado acima de 45º Acima de 60º
Órbita Heliossíncrona Heliossíncrona Heliossíncrona
Quanto a fotointerpretação, para todos os mapas, foi fixado uma escala de 1:10.000 e vetorizadas as principais áreas de mapeamento, visando separar principalmente aquelas com feições estritamente urbanas daquelas em condições rurais ou naturais, por meio da ferramenta Editor do ArcGIS. A fotointerpretação resultou em polígonos de contorno das feições desejadas, que depois foram exportados para o Spring, submetendo as imagens a recortes, sendo que cada pedaço recortado era classificado quantitativamente pelo método da máxima verossimilhança. Esse procedimento foi necessário para evitar a contaminação dos alvos espectrais e confusão na classificação supervisionada, melhorando os resultados.
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Outro passo importante foi a reamostragem (degradação da imagem) e filtração das imagens orbitais, principalmente para a redução no custo computacional das operações de classificação digital e mistura dos alvos espectrais, reduzindo a possibilidade de confusão entre os alvos na fase de classificação, respectivamente. No entanto, a reamostragem para 5m e os filtros passa- baixa 7x7, com duas interações foram aplicados somente nos mapas de uso e cobertura do solo dos anos de 2010, 2008/2007 e 2001.
Para auxiliar na fotointerpretação das feições e amostragem de feições para a classificação supervisionada, apenas para as imagens do ano de 2010 (GeoEye), 2008/2007 (Quickbrid) e 2001 (Ikonos), foram adotadas técnicas de realce da imagem de transformação pelas Componentes Principais (Principal Component Transform) e transformação IHS (intensity,
hue e saturation).
Por sua vez, os mapas dos anos de 1989, 1977 e 1965 passaram apenas pela fotointerpretação, recorte das feições desejadas e pela classificação digital, sem a necessidade de reamostragem ou filtros, devido os pixels dessas imagens serem de menor resolução espacial em comparação com os outros mapas
Após a obtenção dos mapas de uso e cobertura do solo, todos eles foram reinterpretados e corrigidos, tendo por objetivo à remoção dos excessos e imprecisões derivadas da classificação supervisionada, por meio da ferramenta “Edição Matricial” do Spring. Esse procedimento de inspeção visual foi repetido diversas vezes, tanto quanto necessário para eliminar confusões de interpretação do programa computacional. Salienta-se a importância de mapeamentos anteriores para fragmentos dessa área (Brito, 2007; Ferreira, 2006; Jesus, 2007; Souto & Lacerda, 2004; Souza et al., 2004; Souza & Teixeira, 2003; Teixeira et al., 2005; Teixeira & Romão, 2009; Guimarães & Lacerda, 2005) bem como, trabalhos de campo que deram suporte ao reconhecimento das feições e classes a serem mapeadas.
As classes de mapeamento foram definidas com base nos trabalhos do IBGE (2006), IBGE (1992), Almeida Filho & Almeida (2001), Almeida & Freitas (1996), Jesus (2007), Ribeiro & Walter (1998), Batista (2011) e Batista et al. (2012) e são apresentadas na Tabela 3.5.
Tabela 3.5 - Classes de uso e cobertura do solo.
Classe Definição
Área Urbana Consolidada Área densamente ocupada por edificações, pavimentação.
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Classe Definição
Área Urbana Parcelada
Área urbana com ocupação de média a baixa densidade, por vezes marcada somente por um loteamento com sistema de arruamento e edificações esparsas.
Área Urbana Parcelada com Vegetação Antropizada
Área urbana com vegetação antropizada, de predominância herbácea e arbustiva, encravada na área urbana.
Área Urbana Industrial Compreende uma área onde o parcelamento é destinado para fábricas, e industrias de portes variados.
Área Urbana Industrial Parcelada Área destinada atividades industriais sem efetiva ocupação
Cultivo Temporário e Perene São plantações e cultivos anuais ou cíclicos (sofrem mudanças sazonais) e permanentes ou de longo ciclo (permite sucessivas fases de colheita).
Pastagem Área de vegetação rasteira natural, cultivada ou antropizada.
Formação Florestal Formações arbóreas em estágio evoluído de sucessão ecológica
Formação Savânica (Cerrado) Formação de estrato graminoso, com dossel descontínuo de árvores e arbustos espalhados.
Solo Exposto Parcelas da superfície desprovidas de vegetação, podendo corresponder a áreas de construção, caixas de empréstimo, ruas não pavimentadas e áreas de erosão.
Área Minerada Áreas que sofreram os vários tipos de atividades de extração mineral (lavra, garimpo, etc.).
Aterro Sanitário Local de disposição final de resíduos sólidos.
Estação de Tratamento de Esgoto Infraestrutura de tratamento de águas residuais domésticas e industriais.
Cemitério Essa classe comumente está inserida dentro da área urbana e é destinada a sepultamentos.
Aeroporto Área para atendimento de serviços de decolagem e aterrissagens de aeronaves.
Via Principal Áreas pavimentadas que ligam e comunicam a malha urbana.
Água, Lago e Lagoa Águas interiores passíveis de mapeamento.
Nuvem Ar resfriado em ponto de orvalho, formando gotículas de água e gelo, que afetam a visibilidade e quantificação de feições na imagem.