LIVRO - Geoprocessamento e Suas Aplicabilidades

Alcindo Neckel David Peres da Rosa (Org.)

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Alcindo Neckel David Peres da Rosa (Org.)

Geoprocessamento e suas diferentes aplicabilidades

2013 e d i t o r a

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Sumário 6 Apresentação 9 Prefácio 12 Resumos CAPÍTULO I

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Geoprocessamento como suporte ao desenvolvimento da aquicultura marinha Eduardo Guilherme Gentil de Farias

CAPÍTULO II

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Geoprocessamento: uma análise dos dados coletados a campo com o GPS de precisão e de navegação em comparação com os dados obtidos o Google Earth, relativamente à mesma área de amostragem Serleni Geni Sossmeier Jéssica Piroli Alcindo Neckel

CAPÍTULO III

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Técnicas de geoprocessamento aplicado ao planejamento ambiental municipal Pedro Roberto de A. Madruga

CAPÍTULO IV

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O uso do geoprocessamento: uma análise de duas áreas no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - IFRS, campus de Sertão/RS Daiane Tonet Serleni Geni Sossmeier Jéssica Piroli Alcindo Neckel

CAPÍTULO V

116 Geoprocessamento aplicado à scalização de áreas de proteção permanente – a prática na área de proteção ambiental “Mestre Álvaro” – Serra - ES Caroline Araujo Costa Nardoto João Pinto Nardoto Rodrigo Bettim Bergamaschi

CAPÍTULO VI

134 Aplicabilidade do geoprocessamento no cemitério central da cidade de Marau/RS - Brasil Fábio Remedi Trindade Alcindo Neckel Felipe Pesini

Apresentação processamento de dados com coordenadas delimitas, ou seja, georreferenciadas, dá origem inicialmente ao Geoprocessamento, que, por meio de softwares específicos, desenvolve o processamento de informações cartográficas. Por muito tempo, esse método foi utilizado com finalidade de locação de área de exploração. Contudo, atualmente, o Geoprocessamento possui um uso infinito de gerenciamento, podendo ser empregado em diversas áreas. Em face disso, o presente livro traz à tona o tema Geoprocessamento, assunto que cada vez mais está presente nos meios agrícola, acadêmico e até civil. Conforme se disse, até aproximadamente 20 anos atrás, com exceção dos profissionais que trabalhavam na área de cartografia ou de topografia, poucos profissionais tinham conhecimento acerca do que se tratava o Geoprocessamento. Hoje em dia, com a pressão governamental e da própria população para o cumprimento da legislação, esse tema está cada vez mais conhecido pela população em geral. E assim o é tendo em vista que tal processo vem sendo utilizado tanto para delimitar áreas de reserva legal ou áreas de preservação permanente, quanto, ainda, para demarcar territórios de exploração agrícola, florestal ou pecuária, e até mesmo para estudos sociais, como para o mapeamento de escolas e de doenças. Enfim, hodiernamente, qualquer informação pode ser georrefenciada para servir de base para futuros estudos.

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Alcindo Neckel, David Peres da Rosa (Org.)

Objetivando a geração de informação sobre esse assunto, no qual ainda há muitas lacunas, muitas incógnitas e muitas dúvidas, o Professor Alcindo Neckel convidou o Professor Doutor David Peres da Rosa para dar início a um trabalho de pesquisa, a ser desenvolvido por um grupo de estudo formado por acadêmicos do curso de Agronomia do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Câmpus Sertão. O grupo foi formado por pesquisadores com uma rica diversidade de conhecimento e cultura, pois nele havia acadêmicos de diversos semestres, dentre os quais alguns moravam na cidade, outros no campo, alguns eram bolsistas de iniciação científica. Tratava-se, em verdade, de um grupo seleto que se dispôs a realizar estudos na área de geoprocessamento sem qualquer remuneração para tal. Ganharam apenas, é claro, o conhecimento. Durante aproximadamente 12 meses, os integrantes do grupo de estudos, sob a orientação do Prof. Alcindo e do Prof. David, estudaram, revisaram, levantaram dados, discutiram, trocaram e-mails, reuniram-se e escreveram alguns capítulos que se encontram nesse livro, buscando gerar informação útil para os técnicos de campo e para os interessados na área. Contudo, os professores Alcindo e David não se satisfizeram tão somente com tal trabalho, embora tenha sido muito produtivo. A partir daí, resolverem incrementar o livro. E, para tal, em visita ao Departamento de Geomática da Universidade Federal de Santa Maria, em janeiro de 2013, convidaram o Professor Doutor Pedro Roberto de A. Madruga para participar desse projeto. E sua resposta foi positiva. O Prof. Pedro, popularmente chamado de Madruga, traz para esse material o seu conhecimento, que julgamos de grande valia, haja vista seu vasto conhecimento nessa área. Expandindo o projeto, abrangendo outras áreas, convidamos o pesquisador visitante do Marine Sensing and Simulation Group, no Texas A&M University - EUA, o Dr. Eduardo Guilherme Gentil de

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Farias e, também, Caroline Araujo Costa Nardoto, João Pinto Nardoto e Rodrigo Bettim Bergamaschi para darem sua contribuição. Como resultado, pode-se verificar que essa proposta abrange o geoprocessamento na área agrícola, nos capítulos II e IV, na área de pesca, no capítulo I, na área de gestão ambiental, nos capítulos III e V, e na área de planejamento urbano, no capítulo VI, demonstrando, em um só livro, 3 grandes usos do geoprocessamento. Para manter esse livro útil e atual, solicita-se aos leitores e usuários que enviem ao editor suas críticas, sugestões e correções. Tudo será utilizado nas futuras publicações do grupo. Salienta-se, ainda, o empenho da equipe que, em pouco tempo, conseguiu gerar essa publicação que vem a agregar conhecimento a essa grande área que é o Geoprocessamento.

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Prefácio livro Geoprocessamento e suas aplicabilidades buscou difundir algumas formas de aplicação do tema, que cada vez aparece mais na mídia, disseminando, assim, informações práticas e úteis que podem ser empregadas por técnicos de campo e também pelo poder público. O capítulo I traz informações sobre o geoprocessamento na área de pesca, a partir do trabalho do pesquisador Dr. Eduardo Guilherme Gentil de Farias, cujo currículo está voltado para essa área. Esse setor, que emprega o uso sensoriamento remoto há algum tempo, carece de informações. E, nesse ponto, essa matéria é enfatizada na importância estratégica que as geotecnologias possuem no desenvolvimento da atividade aquícola, frente aos desafios inerentes aos múltiplos usos do litoral brasileiro. Nesse contexto, visa a estimular o interesse de instituições, de pesquisadores e de profissionais ligados à área de recursos pesqueiros e de engenharia de pesca a fazerem uso de dados geoespaciais como ferramenta para o desenvolvimento sustentável da aquicultura nacional. O Geoprocessoamento dá-se não só na área de aquícola, mas também no meio urbano, no qual o planejamento cada vez mais vem sendo exigido pela comunidade, principalmente no que tange ao planejamento ambiental. E, nesse quesito, o capítulo III, da lavra do Professor Doutor Pedro Roberto de A. Madruga, da Universidade

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Federal de Santa Maria, traz informações e estudos realizados em seu Departamento. Lá, o Dr. Madruga coordena um projeto-piloto que tem como objetivo divulgar as técnicas de geoprocessamento para a comunidade técnico-científica, e em especial aos profissionais que atuam na elaboração e na utilização de mapas básicos e temáticos, visando primeiramente ao planejamento urbano, rural e ambiental de municípios de pequeno e médio porte. No capítulo, são abordadas técnicas de geopreocessamento empregadas no planejamento ambiental municipal da região chamada Quarta Colônia de Imigração do Rio Grande do Sul, localizada na região Centro-Oeste do Estado. Na atual condição em que os municípios se encontram, há preconização para a atual legislação, e, nesse ponto, o sensoriamento remoto e os sistemas de informação geográfica (SIG) são as ferramentas fundamentais de planejamento. Os capítulos II, IV e VI foram elaborados pelo grupo de estudos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – Câmpus Sertão (IFRS – Câmpus Sertão), composto pelos acadêmicos do curso de Bacharelado em Agronomia: Daiane Tonet, Serleni Geni Sossmeier, Jéssica Piroli e Felipe Pesini, além do Tecnólogo em Gestão Ambiental Fábio Remedi Trindade, contando com a orientação do Professor Alcindo Neckel. Assim, o capítulo II traz à tona uma dúvida que se tem no dia a dia, a respeito de qual seria a ferramenta a ser utilizada para medição de área. Ou, ainda, qual é o erro possível de ocorrer na utilização de cada ferramenta. Nesse ponto, é realizada uma comparação entre os dados de um GPS de precisão contra um de navegação, contrastados com os dados obtidos no Google Earth, uma vez que se trata de ferramenta de fácil acesso, havendo, contudo, a necessidade de saber as implicações de sua utilização em determinadas atividades. No capítulo IV é abordada a caracterização do relevo de duas áreas agrícola pertencentes ao IFRS – Câmpus Sertão. Para tal, foi realizado um estudo em duas áreas de topografia acentuada, buscando situações de declive e aclive e representando-as por meio do Sistema de Informações Geográficas (SIG). Tal informação é importante para quem trabalha com manejo do solo para produção 10


vegetal, pois o planejamento das culturas, dos tipos de cultivares, a instalação de terraços para o controle de erosão, o sentido de semeadura, com essa informação, ficam facilitadas e é otimizado o gerenciamento e a gestão da área. Com relação ao planejamento territorial de municípios, é cada vez mais comum, no dia a dia, estudos ambientais aplicados a esse fim. Contudo, há vários municípios que desconhecem esse assunto, principalmente aqueles com menor população. Nesse contexto, o capítulo V traz informações sobre o uso do sensoriamento remoto na fiscalização de áreas de preservação permanente no município de Serra no Espírito Santo. Esse capítulo, elaborado por Caroline Araujo Costa Nardoto, João Pinto Nardoto e Rodrigo Bettim Bergamaschi (mestrando em Geografia na UFES e Analista do setor de Geoprocessamento do Instituto Jones dos Santos Neves – IJSN), visa principalmente à delimitação e ao controle de Área de Preservação Ambiental, realizados por meio da análise da situação ambiental de infrações de Áreas de Proteção Permanentes (APPs) utilizando a tecnologia associada aos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). Por fim, o capítulo VI traz outro uso do geoprocessamento: na gestão de informações. Nesse ponto, demonstra um estudo sobre a contaminação por necrochorume e outros contaminantes num cemitério público do município de Marau (RS). Esse estudo visou a verificar indícios e, ainda, a chamar a atenção dos cidadãos e do poder público para a grande importância de um ambiente salubre. A importância dessa matéria é grande, haja vista que, independentemente do tamanho da cidade, ou até mesmo da comunidade rural, geralmente há cemitérios, e sua gestão ambiental é importante. Esperamos que esse trabalho auxilie a difundir as aplicações do georreferenciamento e, bem assim, desperte o interesse de mais pessoas nessa área. David Peres da Rosa Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – Câmpus Sertão 11

Resumos Pesquisas científicas voltadas para geotecnologias CAPÍTULO I

Geoprocessamento como suporte ao desenvolvimento da aquicultura marinha Eduardo Guilherme Gentil de Farias Os recentes avanços das técnicas de geoprocessamento associadas ao desenvolvimento computacional das últimas décadas, têm se mostrado úteis no gerenciamento de projetos em aquicultura. Dados meteo-oceanográficos, tais como: temperatura da superfície do mar, correntes marinhas, altura significativa de ondas, concentração de clorofila, intensidade dos campos de ventos e batimetria, manipulados em ambientes de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), têm possibilitado cada vez mais, uma análise espacial quantitativa dos ecossistemas aquáticos, facilitando assim, a implementação e a gestão de parques aquícolas. Devido a relevância do tema e a escassez de literatura apropriada sobre o assunto no idioma português, o presente capítulo tem como objetivo fornecer elementos fundamentais que propiciem o entendimento básico acerca do uso integrado de dados ambientais num SIG, enfatizando a importância estratégica que as geotecnologias possuem para o desenvol-


vimento da atividade aquícola, frente aos desafios inerentes aos múltiplos usos do litoral brasileiro. Adicionalmente, este trabalho se propõe a estimular o interesse de instituições, pesquisadores e profissionais ligados a área de recursos pesqueiros e engenharia de pesca, a fazerem uso de dados geoespaciais como ferramenta para o desenvolvimento sustentável da aquicultura nacional. Palavras-chave: Geoprocessamento, aquicultura e desenvolvimento sustentável. CAPÍTULO II

Geoprocessamento: uma análise dos dados coletados a campo com o gps de precisão e de navegação em comparação com os dados obtidos no Google Earth, relativamente à mesma área de amostragem - Serleni Geni Sossmeier - Jéssica Piroli - Alcindo Neckel O desenvolvimento da tecnologia para a localização de alvos na superfície terrestre pode ser representada por meio de dados obtidos no programa Google Earth e com GPS de navegação, ou de precisão. Para uma análise mais detalhada dos dados, foram selecionadas duas áreas, que pertencem ao Instituto de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, Câmpus Sertão, situado no Distrito Engenheiro Luiz Englert, no Município de Sertão/RS. Metodologicamente, o estudo foi dividido em duas etapas: na primeira procedeu-se ao levantamento de dados a campo (coleta das coordenadas e da altitude) e a segunda etapa consistiu na compilação dos dados extraídos a campo, com o uso do programa Google Earth, TrasCord e SURFER 10. Os resultados da pesquisa mostraram que é possível usar o software Google Earth e o GPS de navegação para a verifica13


ção planialtimétrica do território, pois, mesmo que haja erro entre as imagens, os dados muitas vezes podem ser confiáveis, podendo ser utilizados em ações que não necessitem de exatidão. Já para as que necessitarem de exatidão, o GPS de precisão é mais confiável. Este estudo pretende demonstrar as diferenças obtidas a partir do uso dessas tecnologias voltadas ao geoprocessamento. Palavras-chave: Geoprocessamento. Tecnologias. Coordenadas Geográficas. CAPÍTULO III

Técnicas de geoprocessamento aplicado ao planejamento ambiental municipal - Pedro Roberto de A. Madruga Diante da necessidade do planejamento municipal levando em consideração a questão ambiental, de forma a contemplar o que preconiza a atual legislação, as técnicas de geoprocessamento, em especial o sensoriamento remoto e os sistemas de informação geográfica (SIG) são as ferramentas fundamentais neste planejamento. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo geral desenvolver uma metodologia utilizando técnicas de geoprocessamento como forma de facilitar o planejamento ambiental em nível de município. Como objetivos específicos definiram-se: Elaboração dos mapas base e temáticos necessários ao planejamento ambiental, quais se jam: Mapa base político administrativo da área rural, uso da terra, planialtimétrico, rede viária, hidrográfico, hipsométrico, classes de declividade, áreas de preservação permanente (APPs) e conflitos de uso da terra. Como área de estudo foi escolhida a região denominada de Quarta Colônia de Imigração do Rio Grande do Sul, localizada na região Centro-Oeste do Estado, entre Santa Maria e Cachoeira 14


do Sul. Como resultados foram obtidos os mapas propostos nos ob jetivos, utilizando-se as tecnologias de geoprocessamento, concluindo que as técnicas utilizadas prestaram-se aos objetivos propostos, mostrando a realidade ambiental da região, principalmente no que tange as áreas de preservação permanente e seus respectivos conflitos de uso da terra. Palavras-chave: Geoprocessamento, mapas base e mapas temáticos. CAPÍTULO IV

O uso do geoprocessamento: uma análise de duas áreas no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - IFRS, Campus de Sertão/RS - Daiane Tonet - Serleni Geni Sossmeier - Jéssica Piroli - Alcindo Neckel O campus do Instituto Federal do Rio Grande do Sul (IFRS), localizado no município de Sertão/RS, tem como peculiaridade ser formado por diferentes representações de relevo. Buscando caracterizar essa representação de terreno, a pesquisa objetiva trabalhar com o geoprocessamento em duas áreas mais acentuadas, tanto em declive, como em aclive buscando uma representação da realidade, por meio do Sistema de Informações Geográficas (SIG), com coleta, informação, manipulação, análise e representação de informações sobre a espacialidade. Metodologicamente, para o desenvolvimento deste trabalho foram utilizados o Sistema de Posicionamento Global (GPS) de precisão e de navegação, pelos quais foram coletadas as Coordenadas Geográficas (Latitude e Longitude) e a altitude. Para o processamento de dados, utilizou-se o software Surfer 10 e Track Maker. A pesquisa teve como resultado a obtenção de informação que permitiu a configuração da representação de um plano real da 15


área analisada, comparando, assim, suas particularidades planialtimétricas do local em três dimensões (3D). As variações de terreno mostradas neste estudo podem ser muito úteis para profissionais da área do geoprocessamento que queiram detalhar o terreno e analisar suas características próprias. Palavras-chave: Geoprocessamento, Mapeamento, SIG. CAPÍTULO V

Geoprocessamento aplicado à fiscalização de áreas de proteção permanente – a prática na área de proteção ambiental “Mestre Álvaro” – Serra–ES - Caroline Araujo Costa Nardoto - João Pinto Nardoto - Rodrigo Bettim Bergamaschi O presente trabalho objetiva contribuir para os estudos ambientais aplicados ao planejamento territorial no município de Serra (ES), com aplicação metodológica na Área de Preservação Ambiental Mestre Álvaro, por meio da análise da situação ambiental de infrações de Áreas de Proteção Permanentes (APP's) da área. Para tanto será utilizada tecnologia associada aos Sistemas de Informações Geográficas (SIG's), cujo crescente avanço é de grande utilidade ao suporte de políticas públicas, devido à facilidade e eficiência de seu uso. Justifica-se pela necessidade de identificação das áreas em desacordo com a lei de proteção permanente, sobretudo nas áreas urbanas e, logo, de esclarecimento de seu quadro urbano-ambiental, como uma das maneiras de auxiliar a institucionalização do desenvolvimento de modo sustentável. Por meio dos resultados de identificação das APP's, dar-se respaldo aos órgãos competentes à administração de tais para que promovam penalidades aos transgressores, como o impedimento dos usos indevidos por meio de multas financeiras ou 16


aplicações de modelos de recuperação das áreas culpadamente degradadas. Além disso, as análises descritas e as bases de dados geradas poderão servir de suporte a outros estudos ambientais, como o monitoramento das infrações. Palavras-chave: Geoprocessamento, análise ambiental, áreas de proteção permanente. CAPÍTULO VI

Aplicabilidade do geoprocessamento no cemitério central da cidade de Marau/RS – Brasil - Fábio Remedi Trindade Alcindo Neckel - Felipe Pisini Esta pesquisa tem como objetivo chamar a atenção dos cidadãos e do poder público para a grande importância de um ambiente salubre e em interação contínua com o ser humano, usando-se dados geoprocessados no Software Surfer 10. Apresenta-se o relato de um levantamento de dados provenientes de um estudo realizado no cemitério central do município de Marau, no Rio Grande do Sul. Analisou-se a quantidade, tipos e locais de sepultamentos. Houve, também, a coleta de amostras de solo no local para verificação de indícios relacionados à contaminação por necrochorume e outros contaminantes. Constatou-se que se faz necessária a gestão ambiental dos cemitérios, para a minimização de riscos à saúde humana por bactérias encontradas no solo. Os dados foram coletados, organizados e demonstrados em mapas, onde demonstram os diferentes cenários e graus de contaminação do solo encontrada. Palavras-chave: Cemitério. Geoprocessamento. Contaminação.

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I O L U T Í P A C

Geoprocessamento como suporte ao desenvolvimento da aquicultura marinha Eduardo Guilherme Gentil de Farias*

1 Introdução os últimos anos, a produção mundial de pescado capturado, encontra-se estabilizada em torno de 90 milhões de toneladas, sendo que a maioria dos estoques pesqueiros tradicionais encontram-se em declínio (FAO, 2012). Esse panorama, deve-se principalmente a sobre pesca e a destruição dos habitats naturais, ocasionados pela expansão das atividades antrópicas (FAO, 2012). Considerando a crescente demanda por alimentos, devido ao crescimento exponencial da população do planeta, a aquicultura vem despontando como uma das principais alternativas para a geração de pescados (KENNISH, 2001). Essa tendência mundial foi observada por Borguetti et al., (2003). Analisando dados do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos renováveis (IBAMA) e da Organização das Nações Unidas para Alimentação (FAO), os autores mostraram que a

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Engenheiro de Pesca – Dr. Sensoriamento Remoto (INPE). E-mail: gentil@ dsr.inpe.br


produção aquícola mundial apresentou um incremento de 187% em 11 anos (1990 a 2001), enquanto a pesca experimentou um aumento de apenas 7,8% para o mesmo período. A aquicultura pode ser definida como o conjunto de técnicas interdisciplinares dedicadas ao cultivo de organismos aquáticos, como por exemplo: moluscos, crustáceos, plantas aquáticas e peixes. De acordo com Thomas et al. (2011), o sucesso da atividade aquícola está diretamente relacionado com a correta manutenção desses organismos em cativeiro, o que implica na intervenção humana no processo de criação, visando assim, um incremento na produção de biomassa. Segundo Ryan (2004), é possível setorizar a aquicultura marinha (maricultura), considerando a distância física em que os empreendimentos se encontram em relação à faixa de praia. Bridger et al. (2004), considerou que a aquicultura marinha pode ser praticada em quatro compartimentos ambientais distintos, separados de acordo com a vulnerabilidade da área de cultivo frente a possíveis alterações do ambiente. Nomeadamente, estas sub-regiões são: terrestres (viveiros escavados em regiões estuarinas), costeiras (estruturas instaladas em regiões de baías e enseadas), expostas (estruturas instaladas em pontos adjacentes a faixa de praia, numa distância inferior a 2 quilômetros) e áreas offshore (estruturas instaladas numa distância superior a 2 quilômetros em direção ao mar, tendo-se como referência, a linha de costa). Muir (1998), classificou a aquicultura marinha como costeira e offshore. Essa classificação considera quatro critérios distintos, sendo estes: localização, meio ambiente, acesso e operação (Tabela 1).

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Tabela 1 – Características da aquicultura costeira e offshore. Características Localização/Hidrograa

Meio Ambiente

Acesso Operação

Aquicultura costeira Aquicultura offshore 0-2 quilômetros da costa. >2 quilômetros da costa. Hs <= 1 metro; ventos Hs médio entre 1-4 metros, brandos (<= 5 metros/ com possível exposição a segundo); presença marulhos; ventos superiores de correntes costeiras a 5 metros/segundo e localizadas e presença de ausência de correntes correntes de maré costeiras. Acessível periodicamente Fácil acesso (custo elevado) Regular; fácil monitoramento e administração manual da Remota; monitoramento alimentação dos indivíduos esporático e alimentadores automáticos cultivados

Terminologia: Hs corresponde a altura signicativa de ondas. Maiores detalhes em: Houlthuijsen (2007). Fonte: Adaptado de Muir (1998).

É importante salientar que, os conceitos apresentados para aquicultura costeira e offshore, possuem estreita relação com a distância entre a faixa de praia e o espaço físico utilizado para a implantação de empreendimentos vocacionados ao cultivo de organismos aquáticos. Contudo, veremos adiante que, a partir de inferência geográfica multi-paramétrica, poderemos definir com maior precisão os locais para a prática da aquicultura. De fato, são os requisitos biológicos dos organismos cultivados, as estruturas de cultivo e o meio físico que definem conjuntamente o potencial para a aquicultura marinha (FAO, 2007). Nessa perspectiva, a distância do empreendimento em relação à linha de costa adjacente possui pouco significado analítico. Considerando o papel estratégico da aquicultura na produção de pescados, alguns países como a Noruega, Nova Zelândia, Tailândia, Índia e China já incluíram em seus planos nacionais de gestão integrada da zona costeira, um conjunto de diretrizes ambientais para a expansão da maricultura (TACON et al., 2006). 20


Buscando um melhor gerenciamento da aquicultura em Águas da União e frente às novas demandas globais por sustentabilidade, o Brasil lançou o Programa Nacional de Desenvolvimento da Maricultura (PLDM), através do Ministério da Pesca e Aquicultura (MPA). É importante salientar que esta é a primeira iniciativa nacional de ordenamento geoespacial com foco setorial na maricultura brasileira (VIANNA et al., 2012). O objetivo dos PLDM's, é gerenciar os conflitos gerados pelos múltiplos usos da zona costeira, garantindo a integração das diferentes atividades econômicas e recreacionais inseridas no litoral brasileiro. Essa integração passa necessariamente por um processo político-social que envolve diferentes interesses, ordenados por um sistema normativo e legal que deve estar em consonância com princípios técnico-científicos, democráticos e éticos (VIANNA et al., 2012). Segundo Silva et al. (2011), os objetivos de projetos dessa natureza, geralmente incluem: a correta alocação dos recursos naturais para cada uma das funções ou atividades competidoras, a resolução ou minimização de conflitos, a minimização dos impactos ambientais e a conservação dos recursos naturais. Buitrago (2005), relata que o uso de técnicas de geoprocessamento podem auxiliar no gerenciamento da aquicultura marinha, permitindo a identificação de áreas potenciais e a delimitação de parques aquícolas, levando-se em consideração os múltiplos usos da região costeira e as necessidades biológicas fundamentais para o desenvolvimento dos organismos a serem cultivados. Buscando estabelecer bases sustentáveis para a correta escolha de locais para a implantação de unidades aquícolas, faz-se necessário o entendimento da relação entre o comportamento dos diferentes recursos pesqueiros frente à variabilidade ambiental (SALLES, 2006). Desta forma, é possível melhorar a eficiência do cultivo, de modo a ser possível produzir uma máxima quantidade de biomassa a um menor custo.

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Nesse sentido, o uso de técnicas de geoprocessamento possibilita o desenvolvimento de estudos considerando as peculiaridades de cada ambiente, otimizando as tarefas de análise de um volumoso e intricado conjunto de parâmetros ambientais (SZUSTER; ALBASRI, 2010). Assim, é possível gerar informações que subsidiam o gerenciamento das áreas de cultivo, disponibilizando informações às comunidades produtoras e aos órgãos de fomento competentes (TOVAR et al., 2000). O presente capítulo tem como objetivo fornecer elementos fundamentais que propiciem o entendimento básico acerca do uso integrado de dados ambientais num SIG, enfatizando a importância que estes possuem na escolha de sítios adequados para o desenvolvimento da maricultura. Adicionalmente, este trabalho se propõe a estimular o interesse de instituições, pesquisadores e profissionais ligados a área de recursos pesqueiros e engenharia de pesca, a fazerem uso de dados geoespaciais como ferramenta para o desenvolvimento sustentável da aquicultura nacional.

2 Geoprocessamento e aquicultura Definições e considerações pertinentes A distribuição geográfica de parâmetros ambientais sempre possuiu papel fundamental na tomada de decisões das atividades das sociedades organizadas (CÂMARA et al., 2003). Contudo, até a primeira metade do século XX, isto era feito apenas em documentos e mapas em papel, o que impedia uma análise integrada a partir da combinação de diferentes fontes de dados. Entretanto, a partir de meados de 1960, em virtude do desenvolvimento da informática, tornou-se possível representar o meio físico em um ambiente computacional, o que favoreceu o surgimento do geoprocessamento (CÂMARA et al., 2003). 22


Geoprocessamento, é o termo adotado pela comunidade acadêmica para destacar o uso de técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento integrado de informação geográfica (ROCHA, 2000). Este conjunto de ferramentas vêm influenciando de sobremaneira as áreas de cartografia, análise de recursos naturais, transportes, comunicações, energia e planejamento urbano. As ferramentas computacionais para geoprocessamento são chamadas de sistemas de informação geográfica (SIG). Em ambiente SIG, é possível efetuar análises numéricas e integrar dados de diversas fontes e criar bancos de dados, tornando possível automatizar a produção de documentos cartográficos (ROCHA, 2000). Considerando que a região costeira brasileira (Zona Econômica Ecológica - ZEE) ocupa cerca de 3,5 milhões de quilômetros quadrados, estendendo-se por mais de 400 municípios distribuídos do norte equatorial ao sul temperado do País e, em virtude da escassez de informações adequadas para a tomada de decisões no que tange a gestão aquícola nacional, o geoprocessamento apresenta um enorme potencial, principalmente por se tratar de uma em tecnologia de custo relativamente baixo. A utilização de um SIG implica na escolha das representações computacionais mais adequadas para a descrição de objetos do mundo real. Assim, é possível oferecer um conjunto de estruturas de dados capazes de representar a variabilidade do meio físico. De maneira generalista, usualmente associam-se grandezas numéricas do mundo real a objetos representados em ambiente computacional (RUHOFF, 2004). Tipos e representação de dados em geoprocessamento De acordo com Câmara et al. (2003), podemos definir os principais tipos de dados utilizados em geoprocessamento, como: Temáticos: Descrevem a distribuição espacial de uma grande za geográfica expressa de forma qualitativa. Estes dados podem ser obtidos a partir de levantamento de campo ou derivados •

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a partir de produtos de sensoriamento remoto. Exemplo: Caracterização granulométrica do solo de uma determinada área de manguezal. Cadastral: Descrevem feições com atributos que podem estar associados a diferentes representações gráficas. Exemplo: Os lotes de um empreendimento aquícola são elementos do espaço geográfico que possuem atributos (dono, localização, carga tributária, etc.) e, que podem possuir representações gráficas distintas. Redes: Cada objeto geográfico possui uma localização geográfica exata e está sempre associado a atributos descritivos. Exemplo: Uma bacia hidrográfica. Modelos numéricos de terreno (MNT): Comumente utilizados para denotar a representação quantitativa de uma grandeza que apresenta variação no espaço. Pode ser definido como um modelo matemático que reproduz uma superfície real a partir de algoritmos e de um conjunto de pontos (lon, lat), em um referencial qualquer, com atributos z, sendo este último, responsável por descrever a variação contínua da superfície. Exemplo: O levantamento batimétrico de uma lagoa (Figura 1).

Imagens: Obtidas por satélites orbitais ou a partir de sensores aerotransportados, as imagens são formas de captura indireta de informação espacial oriunda da radiação eletromagnética refletida ou emitida por um alvo terrestre. Não será o foco do presente documento explicar acerca dos princípios físicos do sensoriamento remoto. Maiores informações sobre o tema podem ser encontradas em Jensen (2007). Num ambiente SIG, os tipos de dados a serem inseridos (temático, cadastral, redes, MNT e imagens) carecem de representação computacional (ROCHA, 2000). Nesse âmbito, definem-se as possíveis formas geométricas que podem estar associadas às classes do universo real. Embora hajam diferentes representações na literatura, iremos considerar neste documento, apenas as duas grandes •

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classes de representações geométricas: a representação vetorial e a representação matricial (ROCHA, 2000). Na representação vetorial, elementos ou feições geográficas serão simplificados numa tentativa de reproduzi-los o mais próximo do mundo real (CÂMARA et al., 2003). Qualquer entidade ou elemento gráfico de um mapa é reduzido a três formas básicas: pontos, linhas, áreas ou polígonos (CÂMARA et al., 2003). Por exemplo, a forma mais simples de se representar uma estrada num mapa é através de uma linha ou ainda, podemos representar viveiros destinados ao cultivo de um dado recurso pesqueiro, através de um conjunto de polígonos.

Figura 1: Mapa batimétrico tridimensional da lagoa Comprida – Restinga de Jurubatiba (RJ). Fonte: Farias e Molisani (2011). (2011).

De maneira distinta, a representação matricial consiste no uso de uma malha quadriculada regular sobre a qual qu al se constrói, célula a célula, o elemento que está sendo representado (CÂMARA et al., 25


2003). A cada célula, atribui-se um valor referente ao atributo estudado, de tal forma que o computador saiba a que elemento e lemento ou objeto pertence determinada célula (Exemplo: Mapa batimétrico). Inferência geográfica A principal proposta dos projetos desenvolvidos em SIG para aquicultura é a combinação de dados geográficos visando descrever, ver, analisar e modelar mode lar possíveis cenários de expansão da atividade aquícola. Desse modo, o geoprocessamento fornece suporte nas decisões tomadas. A combinação de diferentes bases de dados, permite uma redução na ambiguidade das interpretações que, comumente ocorrem quando analisamos informações geográficas separadamente (CHO et al., 2012). Quando tratamos de projetos em aquicultura, é comum a tomada de decisões ser baseada inicialmente nas condições ambientais favoráveis para o desenvolvimento da atividade (FAO, 2007). De fato, a descrição física da área requerida para a atividade é um critério de grande importância e por isso, deve ser calculado. Adicionalmente, o custo operacional deverá ser considerado. Dependendo do recurso que se deseja cultivar, cultivar, a dificuldade de acesso ao sítio de cultivo e a distância do empreendimento em relação às vias de acesso responsáveis pelo escoamento da produção, podem inviabilizar o início da atividade. É importante destacar que estes critérios, podem ser mais ou menos importantes entre si. Os fatores ou critérios desejáveis em uma decisão complexa variam de acordo com o problema. A necessidade de ter mais de um critério de avaliação na tomada de decisão, com unidades de medida diferentes ou mesmo sem unidade de medida é a grande motivação dos estudos na área de inferência geográfica (WOLFF, (WOLFF, 2008). As técnicas de inferência geográfica produzem novos mapas a partir de dados coletados previamente. Os resultados obtidos visam descrever a vocação de uma determinada região para a implementação de projetos em aquicultura. A literatura sugere diferentes 26


métodos de inferência que expressam a vocação de uma dada região para a maricultura (FAO, 2007). Dentre os diferentes métodos de Fuzzy, a Média inferência geográfica, podemos destacar: a lógica Fuzzy, Ponderada, a Análise Bayesiana, o Processo Analítico Hierárquico (AHP) e as Redes Neurais. Em nosso estudo de caso (a ser mostrado a seguir), nos dedicaremos exclusivamente a explicar os conceitos básicos do método AHP, enfatizando como este pode ser implementado para identificação de áreas potenciais destinadas ao cultivo de macroalgas marinhas. Os critérios de favorabilidade por inferência geográfica podem ser definidos segundo regras determinísticas, onde o modelo produz produ z mapas binários (isto é, 0 e 1) a partir dos dados de entrada (FARIAS et al., 2009). Essa técnica, descreve a co-ocorrência aditiva na qual as informações são simplesmente sobrepostas. Nesses casos, as regiões de maior potencialidade aquícola são aquelas que apresentam o maior número de intersecções favoráveis avaliadas pelo modelo. Embora útil, esta abordagem metodológica excluí critérios de probabilidade, reduzindo drasticamente a identificação de regiões passíveis à expansão da aquicultura marinha (FARIAS (FARIAS et al., 2010). É possível também avaliar o grau de favorabilidade de uma região à prática aquícola através de critérios ponderados. Essa abordagem resulta em um patamar de escalas de potencialidade (BONHAM-CARTER, 1994). Segundo Harris (1989), esta técnica pode ser definida como co-ocorrência ponderada. A vantagem dessa abordagem é a possibilidade de avaliar graus de potencialidade distintos ao invés de analisarmos apenas a presença prese nça ou ausência de potencialidade de uma localidade. Na abordagem ponderada, a favorabilidade será calculada a partir da combinação de evidências de fontes múltiplas. Entretanto, a distribuição de pesos a serem atribuídos a um conjunto de dados, dependerá da análise da importância da evidência em relação a uma ocorrência conhecida ou, na maioria dos casos, através da análise supervisionada de um especialista (WOLFF, (WOLFF, 2008). O nosso 27


estudo de caso servirá de exemplo para ilustrar como isso deverá ser implementado.

3 Estudo de caso – Uso do método AHP para a identificação de áreas favoráveis ao cultivo de macroalgas marinhas O presente estudo de caso, tem por objetivo apresentar um exemplo de análise por inferência geográfica AHP sobre os parâmetros ambientais relacionados à identificação de áreas propícias para o cultivo de macroalgas marinhas do gênero Gracilaria sp. Os resultados aqui apresentados foram publicados em Farias et al (2010). A região do nosso estudo de caso é o litoral do município de Amontada, município costeiro localizado no estado do Ceará, nordeste do Brasil (longitudes 039o33’08’’W e 039o42’14’’W e latitudes 02o58’52’’S e 03o04’40’’S). A cidade encontra-se distante aproximadamente 155 km da capital Fortaleza. Esta localidade foi escolhida devido sua ampla linha de costa e em virtude do seu grande potencial pesqueiro. As variáveis de entrada do modelo AHP foram: batimetria, granulometria dos sedimentos e correntes marinhas. Todos os parâmetros ambientais foram coletados in situ, durante atividades de campo transcorridas entre os dias 19 a 22 de maio de 2009, período este correspondente ao de quadratura da maré.

3.1 Requisitos ambientais necessários para o cultivo de macroalgas marinhas Segundo MPA (2003), as condições ambientais necessárias para a implementação de uma unidade de cultivo de macroalgas marinhas em sistema long-line (Figura 2) são: o fluxo de correntes marinhas, a salinidade, a temperatura da água, a profundidade local e a granulometria do sedimento. Neste estudo, desconsideramos as 28


análises de temperatura e salinidade, uma vez que a região apresenta temperatura constante (por volta de 25 graus Celsius) e ausência de variações significativas da salinidade. As correntes marinhas possuem atuação relevante num ambiente de cultivo de algas, sendo responsáveis por carrear nutrientes e movimentar as plantas na coluna d'água, favorecendo o processo de fotossíntese. No entanto, regimes de correntes intensos podem ser um limitante para o crescimento das plantas, além de produzir o rompimento dos indivíduos no sistema de cultivo, obrigando os técnicos a adotarem colheitas frequentes. Assim, recomenda-se que o local escolhido não deva apresentar fluxos inferiores a 0,1 ms-1 ou superiores a 0,5 ms-1. A granulometria dos sedimentos está associada ao regime de correntes do local do empreendimento, podendo ser utilizada como um indicativo da quantidade de material em suspensão na coluna d'água, sendo este, um fator determinante na escolha da estrutura para fixação da unidade cultivo. Os fundos de lama são apropriados para fixar as estruturas de cultivo, porém, indicam que possivelmente haverá grande deposição de partículas finas sobre as algas, o que implicará numa pior performance de crescimento das plantas cultivadas. Substratos com areia muito grossa e/ou rochas, indicam que água possui baixa concentração de material fino em suspensão. Entretanto, sedimentos muito grosseiros implicam numa possível dificuldade de fixação das unidades de cultivo, uma vez que, são indicativos de correntes intensas e/ou presença de ondas, o que dificultará o trabalho de manejo. Com relação à batimetria, quanto maior a profundidade, maior será a dificuldade de executar as operações de instalação e manejo das estruturas de cultivo. Contudo, é importante salientar que a profundidade local, mesmo na baixa-mar de sizígia não poderá deixar as algas emersas.

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Figura 2: Layout básico para a disposição das algas em estruturas de cultivo long-line. As macroalgas cam dispostas nos substratos articiais localizados nas linhas secundárias da armação. Fonte: Extraído de Masih-Neto (2009).

3.2 Coleta e processamento de dados ambientais in situ Foi utilizado um ecobatímetro conjugado a um GPS, modelo GPSMAP 238 Sounder GARMIN, transdutor de resolução de 0,01metros de profundidade e sensor de temperatura, antena externa, recepção para 12 canais e receptor diferencial. O ecobatímetro implementa um sistema de aquisição de dados de profundidade, hora e coordenadas, acoplado a um laptop (Figura 3). Para alimentação de força na embarcação foi usado um conversor de 12 volts para 110 volts. Este por sua vez, estava ligado a uma bateria de 12 volts com amperagem de 42 A alimentada por um gerador de 6 volts localizado no motor de popa. Os dados de profundidade foram corrigidos ao nível reduzido da Diretoria de Hidrografia e Navegação da Marinha do Brasil (DHN), com o objetivo de eliminar o efeito da maré, visando dar suporte à correta modelagem do mapa batimétrico. A partir da obtenção de uma grade regular, foi então gerado o modelo batimétrico, utilizando-se para tal, um interpolador por média ponderada. 30


Figura 3: Sistema de coleta de dados batimétricos. Fonte: Extraído de Farias (2006).

Foram realizados 9 perfis de amostragem de correntes, com comprimento médio de 900 metros (Figura 4), regularmente espaçados em nossa área de estudo, utilizando um correntômetro ADCP com sensor acústico de frequência 1,5 MHz, produzido pela SONTEK/YSI. O equipamento é composto por uma sonda, onde os sinais são filtrados e transmitidos para um laptop com um software específico que coordena as ações de todo o sistema, recebendo os dados e os disponibilizando em forma de gráficos, tabelas etc. O princípio de funcionamento do equipamento é o efeito Doppler, que se refere à mudança de frequência do sinal transmitido pelo sensor, causada pelo movimento relativo entre o aparelho e o material em suspensão da água sob a ação do feixe das ondas sono31


ras. Como o material em suspensão se desloca com a mesma intensidade das correntes marinhas, a magnitude do efeito Doppler será diretamente proporcional ao deslocamento da coluna d'água. Desse modo, medindo-se a frequência dos ecos que retornam do material em suspensão e comparando-a com a frequência do som emitido, o ADCP determina a velocidade da partícula que, neste caso, equivale à intensidade dos regimes de correntes marinhas.

Figura 4: Funcionamento do perlador de correntes ADCP, utilizado para medir a direção e a intensidade das correntes marinhas ao longo dos 9 pers coletados. A estimativa do regime de correntes é realizada considerando a intensidade de retorno do sinal Doppler provocado pela movimentação do material em suspensão na coluna d'água para os transdutores do equipamento. Fonte: Extraído de Monteiro (2011).

Por fim, foram coletadas 22 amostras de sedimentos regularmente espaçadas em nossa região de estudo com o auxílio de uma draga pontual do tipo van Veen. Essas amostras foram posterior32


mente levadas a laboratório onde foram submetidas à análise granulométrica, visando estabelecer a distribuição do diâmetro dos grãos presentes nas amostras adquiridas.

3.3 Processo Analítico Hierárquico (AHP) AHP é uma teoria matemática que permite organizar e avaliar a importância relativa entre critérios distintos relacionáveis (SAATY, 1986). A teoria requer a estruturação de um modelo hierárquico, o qual geralmente é composto por meta, critérios, sub-critérios e alternativas (SAATY, 1986). A meta é o elemento que se deseja solucionar. Este parâmetro fica no topo da estrutura hierárquica AHP (SAATY, 1990). Em nosso caso, a meta será identificar áreas favoráveis ao desenvolvimento da aquicultura marinha. Os critérios são definidos pelos tomadores de decisão, como os fatores que influenciam diretamente a meta. No nosso estudo de caso, os critérios representam os parâmetros ambientais desejáveis para o desenvolvimento da aquicultura. A denominação sub-critério, é adotada para identificar separadamente as variáveis físicas toleráveis ou impróprias para a maricultura. A etapa seguinte consiste em estabelecer parametrizações ambientais ótimas para a área de cultivo. São feitas comparações paritárias entre os n critérios entre si, dois a dois, em relação à contribuição de cada um para a meta desejada. Fazer uma comparação neste método, significa atribuir um valor da escala de 1 a 9, que represente o par em questão (Tabela 2). Segundo Saaty (1990), a escala de 1 a 9 é suficiente e ainda mantém a possibilidade de distinguir a intensidade das relações entre os elementos.

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Tabela 2: Ponderação AHP. Pesos 1 3 5 7 9 2, 4, 6, 8 Fonte: Saaty (1990).

Importância AHP Igual importância Moderadamente mais importante Fortemente mais importante Muito fortemente mais importante Extremamente mais importante Valores intermediários

Em nosso estudo de caso, foram consideradas como regiões ótimas para o cultivo de macroalgas marinhas, os setores que apresentassem profundidades variando entre 1,5 a 3 metros, com areia grossa e fluxo de correntes entre 0.2 e 0.35 ms-1, sendo conferido a essas variáveis nas faixas indicadas, os maiores pesos nas análises geográficas e pesos menores na medida em que os parâmetros se afastassem das condições ótimas de cultivo. O passo seguinte, consiste em comparar as n alternativas possíveis entre si, obtidas a partir das nossas variáveis ambientais ponderadas segundo o método AHP. Nesse ponto, o objetivo será identificar os locais que apresentam maior aptidão para a implementação de projetos em aquicultura (SAATY, 1990). A comparação pareada gera uma matriz de avaliação n x n. Para preencher a matriz, o tomador de decisão age por linhas (WOLFF, 2008). A diagonal principal da matriz é preenchida com o valor 1, por se tratar da comparação de um elemento com ele mesmo. Após preencher a diagonal principal, na linha 1 é necessário identificar qual é a importância do elemento desta linha em relação a cada elemento de todas as colunas. Cada um dos julgamentos representa a dominância do elemento da linha sobre o elemento da coluna. Se o elemento A i (da linha) for igualmente importante ao elemento A j (da coluna), o valor aij atribuído a esse par é 1. Se ele for mais importante do que o elemento A j, algum valor de 2 a 9 é escolhido. Contudo, se o elemento A i for menos importante do que o elemento 34


A j, um número inverso aos valores 2 a 9 será dado, dependendo da ponderação com que foi avaliado. Vale salientar que é possível calcular a consistência matemática da distribuição dos pesos AHP entre as variáveis analisadas. A razão de consistência varia entre zero e um, com zero indicando a completa consistência do processo de julgamento (SAATY; NIEMIRA, 2006). Nesse capítulo, não nos dedicaremos a discorrer sobre o formalismo matemático para o cálculo da razão de consistência. Maiores detalhes sobre este tópico no idioma português, poderão ser encontrados em Wolff (2008). O diagrama básico de execução do nosso estudo de caso, encontra-se na figura 5, o qual será brevemente descrito. Inicialmente, os dados de intensidade de correntes, sedimentos e batimetria foram coletadas em campo. O passo seguinte, consistiu em transformar os produtos coletados em MNT, visando a geração de planos de informação (PI's) para a alocação dos dados. Os PI's de correntes, sedimentos e batimetria foram convertidos em matrizes com as mesmas dimensões, com o objetivo de favorecer a entrada dos dados no modelo AHP. As matrizes recém obtidas, foram fatiadas em diferentes níveis ou camadas (ex: a profundidade foi particionada a cada 50 cm). Na sequência, foi realizada a ponderação AHP entre as classes temáticas. O resultado do modelo é um MNT ponderado que deverá ser dividido em subclasses (ou fatias) que facilitarão a compreensão do mapa final. Estas fatias foram nomeadas de acordo com a favorabilidade regional à implementação de projetos aquícolas.

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Figura 5: Modelo esquemático de processamento dos dados. Fonte: Extraído de Farias et al., (2010). 36


3.4 Resultados e discussões O levantamento batimétrico mostrou que a conformação do relevo submerso da região apresentou cotas máximas de -9 metros, com isobatimétricas apresentando variação suave do gradiente de declividade do fundo. Os maiores gradientes batimétricos estão situados próximos à costa, com aumento gradativo da profundidade em direção a mar aberto. As cotas são em geral paralelas à costa, sendo esse padrão interrompido em alguns pontos por algumas depressões. Os resultados obtidos através do monitoramento do fluxo de correntes, mostraram um escoamento paralelo à costa, predominante de SE para NW, com a direção de fluxo variando entre 330 a 350 graus, indicando uma significativa homogeneidade. Os perfis apresentaram maiores intensidades de correntes marinhas nas regiões mais distantes da linha de costa. Este efeito é esperado, sendo causado pela condição lateral de não deslizamento da corrente na costa. Através da análise sedimentar, foi possível evidenciar a existência de quatro classes granulométricas distintas ao longo de toda a região em estudo, sendo estas: granulo, areia muito grossa, areia grossa e silte médio. Houve predominância de areia grossa nas praias de Moitas e Caetano, enquanto em Icaraí de Amontada foi possível observar a presença de areia muito grossa. Silte médio pode ser encontrado em menor proporção na enseada entre as praias de Moitas e Icaraí de Amontada. Esta mesma afirmativa é válida para a presença de granulos na região. O processo analítico hierárquico possibilitou associar, em um único produto, todas as variáveis utilizadas na determinação de áreas propícias ao desenvolvimento da maricultura. O mapa obtido através do modelo mostra-se coerente, em virtude da menor favorabilidade indicada para as regiões mais distantes da praia, portanto mais profundas (acima de 4 metros), e de regiões com granulome37


tria mais grosseira, impróprias para o desenvolvimento do cultivo de Gracilaria sp. Seguramente, a maior dificuldade em relação à aplicação do modelo analítico hierárquico, está relacionada à determinação dos pesos das variáveis e das suas classes, problema comumente destacado em outros trabalhos que utilizaram este método (THIRUMALAIVASAN et al., 2003). Assim, pode-se constatar que o método utilizado é muito dependente do analista e do problema. Esta tem sido a principal crítica ao modelo analítico hierárquico, pois permite gerar uma escala de razão de preferências por parte do especialista (BARROS et al., 2007). O mapa de grau de favorabilidade gerado para o cultivo de algas na região, encontra-se apresentado na Figura 6. Os resultados obtidos corroboram com as informações da literatura (MPA, 2003), uma vez que, o modelo mostrou que os locais de ótima implantação de projetos dessa natureza na região em estudo, devem se localizar onde as cotas batimétricas encontram-se entre 1,5 a 3 m de profundidade e velocidade de fluxo de correntes em torno de 0,2 a 0,3 ms-1. A região não apresentou pontos com areia fina e areia muito fina (condições ótimas de cultivo). Desse modo, optou-se para fins demonstrativos, aplicar o maior peso AHP sobre os sedimentos que foram classificados como areia grossa.

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Figura 6: Mapa AHP de favorabilidade ao cultivo de macroalgas marinhas para a região costeira do município de Amontada-CE. Fonte: Extraído de Farias et al. (2010).

4 Conclusões O presente capítulo apresentou as principais potencialidades do uso de técnicas de geoprocessamento como suporte ao desenvolvimento da aquicultura marinha. Nesse âmbito, a adoção de técnicas de inferência geográfica vêm apresentando papel de destaque, podendo contribuir de modo singular com a expansão sustentável da atividade aquícola, integrando diferentes componentes ambientais, sociais e econômicos, que possuem estreita relação com a identificação de áreas propícias ao cultivo de organismos aquáticos.

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Embora, o geoprocessamento seja amplamente aplicável na aquicultura, observa-se uma escassez de trabalhos técnicos e acadêmicos que fazem uso quantitativo de dados geoespaciais, o que denota a necessidade de formação de recursos humanos aptos para tratarem a atividade de maneira integrada, frente aos desafios inerentes aos múltiplos usos da zona costeira. De fato, o acoplamento de dados multi-paramétricos, embora essencial, ainda é um fator problemático na gestão de recursos pesqueiros. No geral, ainda há dificuldade na escolha da abordagem numérica a ser adotada, uma vez que esta dependerá do problema a ser tratado e da decisão desejada. Seguramente, o uso adequado de geotecnologias é um dos principais desafios do cotidiano dos profissionais da área de recursos pesqueiros e engenharia de pesca. É importante salientar que a qualidade e confiabilidade dos resultados obtidos por inferência geográfica é extremamente dependente da existência de uma base de dados que represente adequadamente a variabilidade ambiental, os componentes sociais, legais e econômicos, ligados à atividade aquícola. O autor acredita que a abordagem integrada do geoprocessamento possui papel estratégico na expansão da aquicultura brasileira, uma vez que, a análise geográfica confere confiabilidade e legitimidade ao setor, fatores estes, indispensáveis para a redução de riscos ambientais e que, influenciam a aceitabilidade social da atividade.

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I I O L U T Í P A C

Geoprocessamento: uma análise dos dados coletados a campo com o GPS de precisão e de navegação em comparação com os dados obtidos o Google Earth, relativamente à mesma área de amostragem Serleni Geni Sossmeier * Jéssica Piroli ** Alcindo Neckel ***

Introdução tecnologia, em conjunto com ferramentas digitais, é parte atuante do cotidiano da sociedade atual. A internet em poucos anos invadiu a vida da sociedade. Isso ocorreu em razão de a rede de informática

A *

**

***

Acadêmica do Curso de Agronomia do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. [email protected] Acadêmica do Curso de Agronomia do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. [email protected] Geógrafo, Gestor Ambiental. Professor do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. Doutorando do Programa de Pós Graduação em Geograa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. alcindo [email protected]


mundial ser o meio de comunicação mais eficaz para a obtenção de informações das mais variadas áreas, para as mais diversas aplicabilidades em tempo real. O Google Earth é uma aplicação Web interativa que mostra uma representação virtual do Globo Terrestre, obtida por meio de superposições de imagens de satélite que fotografam constantemente diferentes pontos da superfície da Terra (GUENDA, 2009). “O GPS (Global Positioning System) utiliza um sistema de referência tridimensional para a determinação da posição de um ponto da superfície da Terra ou próximo a ela’’ (ALBUQUERQUE; SANTOS, 2003, p. 6). A pesquisa visa a, pela comparação dos mapas de uma mesma área, processados a partir de dados do Google Earth, GPS de navegação e de precisão, avaliar a variação matricial dos mapas, estabelecendo qual possui maior confiabilidade. As informações geográficas extraídas dos objetos estudados foram geoprocessadas e analisadas, verificando-se as que apresentam maior confiabilidade nos dados, pois as técnicas do geoprocessamento são ferramentas importantes que podem ser aplicadas na tomada de decisões do planejamento físico-territorial, uma vez que possibilitam a interligação de vários dados espaciais de natureza e fontes diversas (ALBUQUERQUE; SANTOS, 2003). Assim, o presente capítulo objetiva comprovar que é possível utilizar o Google Earth em levantamentos planialtimétricos das áreas territoriais, possibilitando uma análise visual e territorial do terreno. Isso possibilita que profissionais de diferentes áreas possam fazer uso das ferramentas objeto da demonstração, com ciência acerca do nível de erro aproximado que elas propiciam. Introdução ao sensoriamento remoto As informações sobre divisão geográfica de fenômenos é essencial para a vida em sociedade. No passado, essas informações eram armazenadas em documentos de papel impresso. O progresso da 45


informática, na segunda metade do século XX, favoreceu o ato de representar e de armazenar informações em sistemas informáticos. Foi nesse contexto que o geoprocessamento teve seu início. O geoprocessamento consiste no uso de tecnologias que contêm diferentes fases de coleta, tratamento, manipulação e apresentação de dados geográficos e que levam a uma determinada finalidade. Esse conceito tem relação com a ideologia de Molin (2005), no sentido de que, a partir dos passos citados, o geoprocessamento deve ter um retorno positivo no que se refere às informações. Por sua vez, Câmara e Davis Junior (1999, p. 2) estabelecem que os sistemas integrados de geoprocessamento (SIG) consistem em “ferramentas computacionais para realizar análises complexas, interligando dados de diversas fontes através da criação de banco de dados georreferenciados”. Assim sendo, é possível perceber a ligação entre as ferramentas SIG e um Banco de Dados Geográfico (BDG). Uma das mais importantes contribuições dessa tecnologia está no fato de poder-se utilizar e visualizar variadas espécies de camadas. Um exemplo disso são os layers, que mostram progressos desses projetos. Por esse fato, o geoprocessamento tem um vasto campo de possibilidades, obtendo espaço de pesquisa em diversas áreas e no mercado (CÂMARA; DAVIS JUNIOR, 1999). A periodicidade da imagem de satélite é baseada na sua atualização, ou seja, podem haver, em uma mesma área, várias ilustrações, referentes a épocas diferentes. Os sítios que oferecem imagens com alta temporalidade são usualmente das agências relacionadas com programas responsáveis por realizar a função dos satélites (INPE, 2001). O Quadro 1, abaixo, apresenta uma relação de sítios virtuais e de instituições que disponibilizam imagens de satélite gratuitamente, bem como as características das imagens disponíveis.

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Quadro 1: Relação de sítios que disponibilizam imagens de satélite gratuitamente na internet.

Fonte: Adaptado de Motta, Santos e Silva (2009, p.2327).

A NASA (National Aeronauticsand Space Administration) é uma agência norte-americana cujo dever é atender aos projetos de exploração espacial, como as viagens que levaram o homem à Lua, além de propiciar diferentes pesquisas interligadas ao espaço e à análise do espaço. Fundada em 1958, com a aprovação do “National Aeronauticsand Space Act”, a NASA deve incumbir-se de buscar soluções que tenham relação com problemas relativos à segurança de vôos dentro ou fora da atmosfera terrestre, assegurar que as pesquisas espaciais norte-americanas seriam úteis para a sociedade e ajudar departamentos do Governo Federal Norte-Americano, como a Agência Central de Inteligência (CIA), a Fundação Nacional de Ciência e a Agência de Proteção Ambiental dos EUA. Em verdade, a NASA consiste em uma agência espacial civil independente. Entretanto, é o presidente dos EUA quem escolhe o seu administrador, que deve ser aprovado pelo Senado. 47


Diferentes artifícios de exploração espacial foram de incumbência da NASA, mas um dos acontecimentos mais consideráveis da agência espacial americana foi á aventura de ter levado o homem à Lua. Hoje, a área de atuação da NASA é mais ampla e abrangem pesquisas aeronáuticas, criação de tecnologias para sistemas de análise, estudos científicos relacionado são sistema solar e a regiões distantes do universo e ações espaciais, como lançamentos de aeronaves. Apesar de algumas instituições deterem a tecnologia, esperase que o geoprocessamento esteja diluído em uma série de recursos tecnológicos do mundo, permitindo que os benefícios dessas tecnologias possam atingir um número muito maior de pessoas. Por outro lado, os avanços podem levar ao já anunciado fim do SIG. Portanto, chegará um momento em que não existirá mais a necessidade de se tratar os dados geográficos como um problema à parte, pois os conceitos necessários terão sido incorporados ao raciocínio das pessoas. Essa é a medida mais precisa do sucesso na incorporação do geoprocessamento à rotina de uma organização (DARVIS JUNIOR, 2002). Materiais e métodos O experimento foi conduzido na área experimental localizada no Instituto de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, Câmpus Sertão, situado no Distrito Engenheiro Luiz Englert, no Município de Sertão/RS. A metodologia utilizada foi dividida em duas etapas, com a finalidade de facilitar e agilizar o trabalho. A primeira etapa constituiu no levantamento de dados a campo. Nessa fase, foram extraídas coordenadas da área amostral, com auxílio do GPS de Precisão, que apresenta erro máximo de até 50cm (cinquenta centímetros). Também procedeu-se à coleta de pontos com o uso do GPS de navegação. As coordenadas geográficas foram extraídas do mesmo local, para a obtenção de detalhamento e conformidade nas análises. 48


Na coleta das coordenadas foi observada a latitude, longitude e altitude, a fim de construir um mapa planialtimétrico da área, o mais próximo possível de sua conformação natural. Ainda nessa fase foi realizado um estudo da bibliografia disponível, relacionada ao geoprocessamento e à sua utilização no cotidiano dos profissionais da área. Na segunda etapa do trabalho foi realizado o levantamento de gabinete. Nessa fase foram obtidas as coordenadas extraídas do programa Google Earth (2013). Este software tem seu funcionamento baseado em imagens de satélite, sendo possível observar o terreno amostrado de vários ângulos. Na coleta das coordenadas, foram demarcados os mesmos pontos e considerados os mesmos limites, para todos os métodos utilizados no estudo. Após a coleta de dados foi realizado o tratamento dos mesmos. Com auxílio do software TrasCord, as coordenadas foram convertidas em graus, para UTM. Ainda nesta etapa foram gerados os mapas temáticos da área no software SURFER 10. A análise de variação entre as coordenadas foi realizada a partir de gráficos construídos no software SURFER 10. Esse programa leva em consideração a oscilação entre as coordenadas geográficas para o estudo geoestatístico. A metodologia utilizada esta representada no Fluxograma, conforme a Figura 1.

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Figura 1: Fluxograma da Pesquisa.

Resultados e discussões Dados coletados no Google Earth O Sistema de Informação Geográfica (SIG) é um instrumento que possibilita agrupar, armazenar, manipular e retratar a informação referenciada geograficamente a começar da combinação do hardware, do software, dos dados metodológicos e dos recursos humanos que atuam de forma lógica para produzir e verificar as informações geográficas (HERRADA, 2010; CÂMARA, DAVIS JUNIOR, 1999). Atualmente, o SIG constitui-se como um instrumento importante para o uso eficiente da informação geográfica, fato que pode ser entendido como o início para compreender o mundo em que se vive, estando presente no programa de muitas disciplinas (CÂMARA; DAVIS, 2001). 50


O Google Earth permite visualizar, mapas, cidades, casas em 3D (três dimensões), além de identificar terrenos, rodovias, lugares, paisagens, construções, tudo a partir de imagens obtidas de retratos aéreos, satélites, GIS 3D. Entretanto, não é recomendado utilizar o software para gerar mapas que necessitam de exatidão e confiabilidade (CÂMARA; DAVIS JUNIOR, 1999). A partir dos dados coletados neste estudo, fazendo-se o uso do software Google Earth, foi possível construir o mapa em 3D apresentado na Figura 2. Apesar de os dados serem confiáveis, é visível que há pouco detalhamento da conformidade do terreno. Assim sendo, é interessante a utilização do GPS para que se obtenha mais e melhores características da área amostrada. Pois, através das curvas de nível, é percebível que há uma declividade maior em uma das extremidades do território amostrado. Segundo Amaral e Rosalen (2009), isso é demonstrado pela proximidade entre as curvas, ou seja, quanto mais próximas as curvas, mais acentuado é o terreno. Com a análise da legenda, é possível verificar que a altitude dessa área varia de 716 metros a 742 metros acima do nível do mar.

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Figura 2: Mapa 3D da área, construído com dados coletados no Google Earth. Geração do Mapa no software SURFER 10. A partir da avaliação do mapa gerado no Google Earth, foi possível perceber um erro de detalhamento da forma do terreno. A Figura 3 representa as variações estabelecidas nas coordenadas geográcas. Analisando essas variações identicou-se uma diferença de 34% entre as extremidades da reta, o que representa a variação encontrada entre as coordenadas dos pontos coletados. Segundo Molin (et al., 2005), isso pode ser explicado pelo fato de não existir interferência de sinal durante a coleta de dados, tornando xo o sistema de coleta, mas com uma variação bem acentuada referente à precisão. 52


Figura 3: Gráco da variação das coordenadas coletadas no Google Earth. Geoestatística desenvolvida no software SURFER 10.

Coleta de dados com o GPS de navegação Com o tratamento das coordenadas extraídas do GPS de navegação, foi possível gerar o mapa em 3D, representado na Figura 4. Esse mapa apresenta mais setores declivosos presentes na área, bem como maior altitude, entre 726 e 752 metros acima do nível do mar. Se for comparados estes dados com os já apresentados no mapa processado a partir do Google Earth, percebe-se que o mapa construído com auxílio do GPS de navegação (Figura 4), é possível perceber que apresenta um maior detalhamento na conformação do terreno, o que traz maior confiabilidade para a realização de trabalhos e análises de área.

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Figura 4: Mapa 3D da área, gerado a partir das coordenadas do GPS de Navegação. Geração do Mapa no software SURFER 10.

Pela Figura 5, que apresenta dados extraídos a partir das coordenadas do GPS de navegação, é possível verificar, pela análise da reta, que há uma variação entre 10% e 35% aproximadamente, o que totaliza uma variação de 25% entre os pontos coletados. Existem alguns pontos que se encontram a uma distância considerável da reta. Isso pode ter ocorrido pela oscilação do sinal captado pelo GPS. Segundo Angulo Filho, Vettorazzi e Sarries (2002), há diferenciação entre a exatidão dos levantamentos planialtimétricos, que podem ser atribuídos à presença de barreiras, como a cobertura arbórea da área avaliada.

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Figura 5: Gráco da variação das coordenadas obtidas com o GPS de navegação. Geoestatística desenvolvida no software SURFER 10.

Coleta de dados com GPS de precisão A área processada com dados adquiridos pelo GPS de precisão, apresentada na Figura 6, demonstra o maior detalhamento na conformação do terreno, se comparado aos mapas gerados a partir do Google Earth e GPS de navegação. É possível verificar a presença de picos e maior acentuação no terreno a partir da aproximação das curvas de nível. Neste mapa, há também maior diferenciação de altitude em toda a extensão da área. O GPS de precisão é o mais recomendado para realização de trabalhos que necessitem de confiabilidade e exatidão. Isso também é reforçado nos estudos de Corseuil e Robaina (2003), quedefiniram que a utilização do GPS de precisão possui maior confiabilidade nos levantamentos planialtimétricos.

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Figura 6: Mapa 3D da área, obtido com as coordenadas do GPS de precisão. Geração do Mapa no software SURFER 10.

O GPS de precisão mostrou-se mais confiável, pois apresenta um erro máximo de 50 centímetros, conforme determina a Norma do INCRA P/nº 954, indicada para uma medição adequada de área (BRASIL, 2009). Entretanto, Segundo Molin (et al., 2005), o mínimo erro do GPS de Precisão pode ser aumentado devido a possíveis interferências, podendo ser gerado pela cobertura vegetal que serve de barreira para a captação do sinal de satélite. A partir dos dados coletados com auxílio do GPS de precisão, foi possível gerar o gráfico demonstrado na Figura 7. Ao analisá-lo, é possível verificar que a reta encontra-se entre 20% e 32%, o que representa uma variação de 12% entre os pontos. Ao compararem56


se esses dados, verifica-se que o GPS de precisão apresenta uma menor variação entre as coordenadas, o que torna esse método mais confiável e exato. Percebe-se, também, que alguns pontos encontram-se distantes da reta. Isso se deve ao fato de que o GPS recebeu a interferência pela presença de árvores ou pelo mau tempo. Segundo Costa (et al., 2012), há uma interferência nas estimativas das estações devido às variações sazonais da crosta, o que pode afetar os levantamentos planialtimétricos.

Figura 7: Gráco da variação das coordenadas adquiridas com o GPS de precisão. Geoestatística desenvolvida no software SURFER 10.

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Conclusão Os receptores de GPS são classificados em categorias, divididos em geodésico, topográfico e de navegação. Essas categorias diferem entre si pela precisão, ou seja, a razão da igualdade entre o dado real de posicionamento e o oferecido pelo equipamento. Por isso, inclusive, há grande variação nos valores pagos para a aquisição dos mesmos. Atualmente, a categoria mais empregada é a de navegação, devido ao menor custo para aquisição, pela gratuidade do sistema, por não necessitar de qualificação técnica para o manuseio do equipamento, por haver menor possibilidade de erros do operador, além de ser um sistema estável com cobertura mundial que opera 24 horas por dia. Porém, há desvantagens na sua utilização, como o fato de apresentar uma menor precisão de posicionamento, ser susceptível às interrupções nos sinais transmitidos pelos satélites devido a edificações ou à presença de árvores, necessita de equipamentos adicionais para maior precisão. Além disso, o sistema pode ser desligado a qualquer momento pelo Departamento de Defesa dos EUA. Na revisão bibliográfica do estudo, foi observada carência de material nessa área. Assim sendo, sugere-se a realização de trabalhos comparando os diversos softwares existentes no setor de geoprocessamento, da mesma forma que a utilização do Google Earth no cotidiano da sociedade, tendo em vista que é uma ferramenta gratuita ao alcance de toda a população. Outro trabalho que seria recomendável ser desenvolvido refere-se à utilização dos GPS de navegação e de precisão na agricultura, verificando qual é mais confiável para ser empregado na técnica da agricultura de precisão. O GPS de precisão, também conhecido como de levantamento, geodésico ou DGPS, é recomendado para o levantamento de dados para atividades profissionais, por apresentar maior precisão, se comparado ao GPS de navegação. Essa precisão é proporcionada 58


pela forma de armazenamento de dados brutos para posterior processamento e pela presença de filtros que garantem a qualidade dos dados. Com base na análise realizada, pode-se inferir que é possível usar o software Google Earth e o GPS de navegação para a verificação planialtimétrica do território, pois, mesmo que haja erro entre as imagens, os dados muitas vezes podem ser confiáveis, podendo ser utilizados em ações que não necessitem de exatidão. Os estudos de Amaral e Rosalen (2009, p. 7608) concluíram que, “a determinação da declividade através do software Google Earth é adequado para fins de classificação do relevo e da capacidade de uso da terra”. Contudo, o Google Earth e o GPS de navegação não podem ser utilizados como base para determinação de divisas e cálculos de áreas. Para essas atividades, o GPS de precisão torna-se mais confiável, pois apresenta maior precisão e possui maior aplicabilidade, além de mostrar-se mais fiel quanto à representação real do terreno, apresentando maior detalhamento da área. Segundo Herrada (et al., 2010), o GPS tem bom desempenho apresentando estabilidade e poucos erros em seu funcionamento diário, o que o torna confiável. A pesquisa permitiu uma maior precisão na visualização das ondulações do terreno amostrado. Com base na análise gráfica, foi possível perceber uma variação de 25% entre as coordenadas do mapa proveniente de dados do GPS de Navegação. Já, o mapa processado a partir de coordenadas do Google Earth apresentou uma variação de 34% entre os pontos, enquanto o GPS de precisão obteve apenas 12% de variação entre as coordenadas. Todavia, o tamanho da área não variou de um mapa para outro, apenas percebeu-se uma variação na caracterização do terreno amostrado. O mapa gerado a partir do GPS de precisão apresenta maior exatidão na determinação das ondulações do terreno, quando comparado ao Google Earth e ao GPS de navegação, o que torna este sistema mais confiável. Porém, há uma grande possibilidade da utili59


zação do Google Earth e o GPS de navegação para o processamento de mapas que não exijam tanta precisão e confiabilidade de dados, quando georreferenciados a campo e geoprocessados em gabinete.

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I I I O L U T Í P A C

Técnicas de geoprocessamento aplicado ao planejamento ambiental municipal Pedro Roberto de A. Madruga*

1 Introdução planejamento de uma unidade, seja ela natural, ou artificial, prescinde de mapas base e temáticos, confiáveis e atualizados. O município, como uma unidade de planejamento artificial, para ser plane jado como um todo deve levar em consideração a questão ambiental, considerando que o plano diretor é aplicado à área urbana, rural e ambiental. Para que este plane jamento tenha sucesso, deve-se atentar para o que diz o novo código florestal, Lei 12.651, de 25 de maio de 2012, pois dela depreende todo o planejamento. Entende-se que a maioria dos municípios do Brasil carece de mapas em escala apropriada ao planejamento,

O

* Professor Titular, Dr. e-mail: [email protected]


bem como ao que se refere a sua atualização, com limites confiáveis e temas devidamente espacializados (uso da terra, rede de drenagem, rede viária, etc.), o que faz com que as técnicas de geoprocessamento, como por exemplo, o sensoriamento remoto, a utilização de sistemas de posicionamento global – GPS, os sistemas de informações geográficas – SIG, entre outras, sejam as ferramentas primordiais para a elaboração dos mapas base e temáticos necessários ao planejamento municipal ambiental. Como forma de apresentar e orientar os administradores propôs-se o presente trabalho, levando em consideração uma região característica do Rio Grande do Sul, composta por 9 municípios, para os quais, como forma de cumprir os objetivos, foram elaborados os seguintes mapas: Mapa base político administrativo da área rural, uso da terra, planialtimétrico, rede viária, hidrográfico, hipsométrico, classes de declividade, áreas de preservação permanente (APPs) e conflitos de uso da terra. A região é denominada de Quarta Colônia de Imigração Italiana do Rio Grande do Sul, e localiza-se na região Centro-Oeste do Estado, entre Santa Maria e Cachoeira do Sul. De acordo com o exposto acima, determinou-se como objetivo geral do presente trabalho desenvolver uma metodologia utilizando técnicas de geoprocessamento como forma de facilitar o planejamento ambiental em nível de município. Como objetivos específicos definiram-se: Elaboração dos mapas base e temáticos necessários ao planejamento ambiental, quais sejam: Mapa base político administrativo da área rural, uso da terra, planialtimétrico, rede viária, hidrográfico, hipsométrico, classes de declividade, áreas de preservação permanente (APPs) e conflitos de uso da terra. Os recursos utilizados para o presente trabalho foram obtidos junto ao CNPq, através da Chamada Pública “ Edital MCT/CNPq/ CT-Agronegócio/CT-Hidro nº 27/2008 - Conservação dos Recursos Hídricos e o Aumento da Produção de Água em Unidades Rurais de Base Familiar”. Integraram a equipe de elaboração do presente trabalho, estudantes de graduação, pós-graduação em nível de espe63


cialização, mestrado e Doutorado do Centro de Ciências Rurais da Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, bem como técnicos e demais colaboradores, conforme relação apresentada no relatório final.

2 Desenvolvimento do trabalho 2.1 Caracterização geral da área A Região da Quarta Colônia de Imigração do Rio Grande do Sul foi criada em 1877, na região Centro-Oeste do Estado do Rio Grande do Sul, localizada entre Santa Maria e Cachoeira do Sul. A Figura 01 apresenta a localização da região em relação ao Rio Grande do Sul.

Figura 1: Localização da região da Quarta Colônia de Imigração

Esta região foi criada para receber as primeiras famílias de imigrantes provenientes do norte da Itália. A região pertencente ao atual município de Silveira Martins foi o quarto núcleo a ser colonizado no Estado, depois de Caxias do Sul, Santa Isabel (Bento Gonçalves) e Conde d’Edu (Garibaldi), sendo a primeira colônia fora da Serra Gaúcha. A região foi colonizada através da demarcação de lotes pelos colonos, os quais possuíam um tamanho médio de 25 has, motivo pelo qual ainda hoje essa região caracteriza-se como minifúndio (pequena propriedade rural), bem como pelo baixo grau de industrialização. Com a necessidade de produzir alimentos, foi iniciado o processo de extração de madeira, iniciando então a fragmentação das florestas ali existentes. 64


A economia apresenta-se pouco diversificada baseando-se fundamentalmente na agroindústria, orizicultura e produção de leite, fazendo com que os produtores se encontrem endividados e mal estruturados. A agricultura familiar é predominante, prejudicada pela dificuldade de escoamento da produção. A indústria da região está ligada diretamente a agroindústria, prejudicada pela falta de mão de obra, que em busca de melhores condições de trabalho e estudo, migram para outras cidades, principalmente para Santa Maria. Os municípios apresentam uma grande integração, possuindo um consórcio, o CONDESUS – Consórcio de desenvolvimento Sustentável da Quarta Colônia de Imigração, que possibilita politicamente uma união de forças na busca de melhorias para a região. A região da quarta colônia de imigração possui grandes conflitos ambientais, ocasionando poluição das águas e assoreamento dos cursos d’água. Estes conflitos são ocasionados pelo desmatamento nas margens dos cursos d’água, seja para aumentar a pequena área para pastagens e cultivos agrícolas, em especial a orizicultura, ocasionando um conflito também com a atual legislação ambiental. O relevo da região apresenta-se ondulado a montanhoso, limitando o cultivo agrícola, com topografia influenciando negativamente no grau de desenvolvimento da região, dificultando a conservação das estradas e consequentemente o escoamento da produção. O solo da região apresenta textura argilosa no relevo ondulado, caracterizando-se por ser bem drenado, sendo que nas regiões planas da Depressão Central (Vale do Jacuí) apresenta-se favorável a orizicultura. A Figura 02 apresenta aspectos do cultivo orizícola da região.

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Figura 2: Área de agricultura irrigada (arroz)

O clima é temperado úmido, apresentando precipitação média anual que varia de 1500 a 1750 mm. A temperatura se mantém baixa entre os meses de maio a agosto, sendo o inverno muito severo devido às sucessivas e intensas frentes polares. De abril a setembro ocorrem fortes chuvas e a formação de geadas, sendo frequente a formação de nevoeiros e ventos predominantes do quadrante leste. Quanto à vegetação, na região existe a predominância da Floresta Estacional Decidual, com influencia da Mata Atlântica, constituindo parte da Reserva da Biosfera da Mata Atlântica no estado. Por ser uma região com declividade acentuada, predominam áreas de preservação permanente (APPs). A região é banhada pelos rios Jacuí, Vacacaí e Soturno, os quais se apresentam bastante comprometidos ambientalmente pelo cultivo do arroz, como pode ser 66


observado na Figura 3. Este problema constitui-se na justificativa da escolha da região para a implantação do presente projeto.

Figura 3: Conitos ambientais (agricultura em APP).

Os diversos fatores (clima, solo, declividade, cultural, ambiental, entre outros) fazem com que a região seja considerada de grande fragilidade ambiental, exigindo cuidados especiais com relação de abertura de novas áreas, seja para a pecuária, agricultura ou industrial. A Figura 04 caracteriza esta fragilidade, mostrando fato ocorrido com a queda de ponte da principal rodovia de ligação entre Porto Alegre e Santa Maria (RS 287/Rio Jacuí), ocasionando mortes na hora da queda. 67


Figura 4: Queda de ponte na rodovia RS 287.

2.2 Metodologia 2.2.1 Materiais Para atender os objetivos propostos no presente trabalho, foi necessário a utilização dos seguintes materiais:

- Materiais cartográficos . Cartas da Diretoria de Serviços Geográfico (DSG) do Exército, escala 1:50.000, Datum horizontal Córrego Alegre, fuso 22S, com as seguintes nomenclaturas: Agudo, folha SH. 22-V-C-V-2, MI-2966/2; Arroio do Só, folha SH. 22-G-III-4; Cambuí, folha SH. 22-V-C-IV-2, MI-2965/2; Cascata do Ivaí, folha SH. 22-V-C-II-1, MI2949/1; Faxinal do Soturno, folha SH. 22-V-C-V-I, MI-2966/1; Jacuí, folha SH. 22-G-IV-4; Nova Jacuí, folha SH. 22-V-C-II-2, MI-2949/2; Nova Palma, folha SH. 22-V-C-II-3, MI-2949/3; Restinga Seca, folha SH. 22-V-C-V-3, MI-2966/3; Sobradinho, folha SH. 22-V-C-II-4, MI2949/4; Val de Serra, folha SH. 22-V-C-I-4, MI-2948/4. . Imagens de média resolução espacial do Satélite Landsat 5-TM, bandas 3, 4 e 5; Imagens de alta resolução espacial do Satélite Quickbird, bandas 1, 2 e 3. 68


- Equipamentos Sistema de posicionamento global (GPS) de navegação; Sistema de posicionamento global (GPS) topográfico; Equipamentos computacionais: Notebook Toshiba L305-5 5908, impressora A3 jato de tinta; Equipamentos agrícolas; Equipamento fotográfico: Câmara digital Foston FS1360; câmara digital 7.2 W120 Sony; Equipamentos para apresentação didática (apresentação e divulgação do pro jeto): Data Show Benq MP512 c/controle; Também foram utilizados fertilizantes químicos e defensivos agrícolas na fase de adubação e combate as formigas. Foram utilizados aplicativos computacionais de sistemas de informações geográfica, sensoriamento remoto e sistemas de posicionamento global.

2.2.2 Métodos De forma a cumprir com os objetivos proposto no presente trabalho, fez-se necessário desenvolver uma metodologia integrada com técnicas de geoprocessamento, utilizando sistemas de informações geográficas (SIG), sensoriamento remoto e sistemas de posicionamento global (GPS). Inicialmente foram necessários a elaboração dos mapas base e temáticos da região, de forma a detectar as áreas de conflitos. Os mapas necessários para o presente trabalho foram: Mapa base político administrativo da área rural, uso da terra, planialtimétrico, rede viária, hidrográfico, hipsométrico, classes de declividade, áreas de preservação permanente (APPs) e conflitos de uso da terra. Estes mapas são descritos na metodologia a seguir e apresentados nos resultados do projeto. Mapa Base Político Administrativo da Área Rural Este mapa é a representação espacial da área dos municípios, com suas delimitações tais como distritos, comunidades, pontos no69


táveis, igrejas, pontes, bueiros e limites atualizados. Por estar georreferenciado, serve de base aos mapas temáticos, permitindo consultar a localização imediata, através de coordenadas geográficas dos pontos de interesse. Para a elaboração do mapa base político administrativo da área rural, foram georreferenciadas as cartas da DSG em escala 1:50.000 que cobrem os 9 municípios integrantes da região da Quarta Colônia de Imigração. Neste mapa constam os seguintes planos de informação: limites dos municípios, em conformidade com os limites disponibilizados pelo IBGE; limites das zonas urbanas; estradas de rodagem pavimentadas e não pavimentadas, estradas de ferro, constantes dos mapas da rede viária; redes de drenagem e reservatórios, constantes dos mapas da hidrografia dos municípios.

Uso da terra O mapa temático de uso da terra foi elaborado através da classificação digital supervisionada, utilizando-se imagens do sensor LANDSAT – 5TM, bandas 3, 4 e 5, região do espectro eletromagnético correspondente ao vermelho, infravermelho próximo e infravermelho médio, respectivamente. Foram classificados os seguintes temas de uso da terra: água, agricultura, vegetação arbórea, agricultura irrigada, campo, solo exposto campo/solo exposto. As imagens são disponibilizadas através do endereço eletrônico http://www.dgi.inpe.br. De forma a se ter uma melhor visualização e elaborar a carta imagem, montou-se uma composição colorida RBG (543). O método de classificação utilizado foi à classificação supervisionada, onde tendo em conta o conhecimento prévio das áreas em estudo e adotando critérios de interpretação de imagens, tais como: padrões de associação de objetos, textura, tonalidade, cor e forma, assim procedendo-se a uma seleção de amostras confiáveis. Após foi criada uma assinatura espectral para cada classe. Para a classificação automática utilizou-se o método de Máxima Verossimilhança 70


( MAXVER) que se baseia no cálculo da distância estatística entre cada pixel e a probabilidade de cada pixel pertencer à determinada classe, com a opção de igual probabilidade de ocorrência para cada assinatura e uma proporção de exclusão dos pixels de 0% classificando, desta forma, todos os pixels da imagem. Este mapa é indispensável ao planejamento ambiental, pois é um dos melhores indicativos das propriedades do solo e, possibilita um manejo eficiente dos recursos naturais renováveis. Planialtimétrico O mapa planialtimétrico permite o reconhecimento do relevo, bem como a correta utilização dos temas de uso da terra, pois enfatiza a rede de drenagem com as curvas de nível, muito usado para o planejamento de barragens e levantamento das APPs. Mapa importante que serve de instrumento para a Defesa Civil e para o planejamento ambiental da região da Quarta Colônia de Imigração, através da locação de áreas inundáveis. Para a elaboração do mapa temático planialtimétrico, foram digitalizadas as curvas de nível constantes nas cartas da DSG, em escala 1:50.000, com equidistância das curvas de nível de 20 em 20 metros. Para uma melhor visualização, foi adicionada na edição a rede de drenagem. É um importante mapa, pois serve de instrumento para a Defesa Civil e para o planejamento ambiental através da locação de áreas inundáveis por meio do Modelo Numérico do Terreno. Rede viária O mapa temático da rede viária foi elaborado através da digitalização da rede viária das cartas da DSG, levando-se em consideração as estradas de rodagem pavimentadas e não pavimentadas. Foram digitalizadas também as estradas de ferro. Considerando que as cartas da DSG são desatualizadas, foi necessário realizar a reambulação (levantamento de campo) utilizando-se GPS de na71


vegação. Em algumas áreas, a interpretação visual das imagens LANDSAT – 5/TM, com resolução espacial de 30 metros e Quickbird com resolução espacial de 60 centímetros, foram suficientes para a atualização. Para uma melhor visualização dos mapas, foi adicionado o plano de informação (layer) dos limites das áreas urbanas dos municípios. A rede viária desempenha importante papel para todo e qualquer planejamento, pois é dele que se obtém informações de uma melhor rota para o escoamento da produção agrícola, planejamento do transporte escolar, vias de acesso à cidade, entre outros. Serve também para estudo e planejamentos de novas rodovias, estradas, caminhos. Hidrográfico A hidrografia da região foi obtida através da digitalização da rede de drenagem constante nas cartas da DSG. Considerando que as cartas estão desatualizadas, foram digitalizados os reservatórios constantes nas imagens dos sensores LANDSAT – 5TM e Quickbird. Deve-se levar em consideração as escalas das cartas da DSG, 1:50.000, e a resolução espacial dos sensores (pixel de 30 metros para o sensor LANDSAT – 5/TM e 60 centímetros para o sensor Quickbird), os quais possibilitam uma escala maior, ocasionando em alguns casos a descontinuidade entre os reservatórios e a rede de drenagem. O mapa temático hidrográfico tem importância direta no planejamento ambiental, visto que fornece informações como: áreas propícias ao reflorestamento das matas ciliares, nascentes e barragens, locação de pontes e bueiros, áreas com potencial hídrico e exploração do turismo afim de um desenvolvimento local e regional. Este mapa é fundamental na determinação das APPs.

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Hipsométrico A hipsometria preocupa-se em estudar as relações existentes em determinada unidade horizontal de espaço, no tocante à sua distribuição em relação às cotas altimétricas, indicando a proporção ocupada por determinada área da superfície terrestre em relação às variações altimétricas a partir de determinada base. Permite o reconhecimento do relevo, bem como a correta utilização dos temas de uso da terra, pois enfatiza principalmente a declividade das vertentes. É importante ferramenta para planejamento da rede viária, barragens, levantamento das APPs, e para a identificação de impactos de uso. Importante instrumento para a Defesa Civil e para o planejamento dos novos projetos de ocupação do solo, pois possibilita a locação de áreas inundáveis através da modelagem do terreno. O mapa temático hipsométrico foi elaborado através da modelagem numérica do terreno (DTM), levando-se em consideração as curvas de nível com equidistância de 20 em 20 metros, digitalizadas das cartas da DSG. Classes de declividade O mapa de declividade do terreno constitui-se em um importante instrumento de apoio a estudos de potencialidade de uso agrícola de uma determinada região, pois representa a forma do relevo, enfatizando as inclinações das vertentes. É indispensável nos levantamentos de uso da terra. Permite indicar a correta e melhor utilização do terreno, sendo fundamental para o planejamento de técnicas conservacionistas no manejo de bacias hidrográficas. Ferramenta importante para planejamento ambienta, como a definição das APPs, áreas de exploração e outras atividades de impacto. Para a elaboração do mapa temático das classes de declividade utilizou-se algoritmo que leva em consideração a modelagem numérica do terreno (DTM), obtido pela interpolação das curvas de 73


nível das cartas da DSG. O mapa das classes de declividade é apresentado em porcentagem (%), considerando-se as seguintes classes: 0 a 3%, 3 a 8 %, 8 a 13 %, 13 a 20 %, 20 a 45 %, 45 a 100 % e maior que 100 %. Esta classificação facilita o planejamento rural e principalmente a definição das áreas de preservação permanente (APPs). Na representação dos mapas, é apresentada tabela contendo a classe e a respectiva área em ha. As classes de declividade indicam o grau de limitação do uso do solo em função da susceptibilidade a erosão. Áreas de preservação permanente As áreas de preservação permanente da área rural da região foram mapeadas levando-se em consideração a atual legislação ambiental. Para a elaboração do mapa das APPs, utilizou-se a digitalização da rede de drenagem, reservatórios, nascentes e declividades superiores a 100 %. Os mapas são apresentados contendo a seguinte legenda: Limites municipais, limites urbanos, cursos d’água/nascentes/reservatórios, topo de morro e declividade superior a 100%. Os mapas de APPs são formas de preservar as matas ciliares ao longo dos cursos d’água recursos hídricos. A largura da faixa de mata ciliar a ser preservada esta relacionada com a distância de margem a margem do curso d’água. A faixa mínima a ser preservada é de 30 metros, em cada margem, porém, essa largura pode variar. Conflitos de uso da terra Os conflitos de uso da terra foram mapeados levando-se em consideração os mapas de uso da terra e os mapas das áreas de preservação permanente. Para tanto, foram cruzados os planos de informações de forma a apresentar as áreas onde deveriam ser preservação permanente e na realidade a ocupação do solo apresenta, por exemplo, agricultura. A legenda apresenta os temas de uso da 74


terra em áreas de preservação permanente (Água, agricultura, vegetação arbórea, agricultura irrigada, campo e solo exposto), sendo que somente os temas agricultura, agricultura irrigada, campo e solo exposto, são considerados conflitos.

2.3 Apresentação, análise e discussão dos resultados A seguir serão apresentados os resultados referentes aos mapas elaborados no presente projeto: Mapa base político administrativo da área rural, uso da terra, planialtimétrico, rede viária, hidrográfico, hipsométrico, classes de declividade, áreas de preservação permanente (APPs) e conflitos de uso da terra. Estes mapas são apresentados a seguir, como resultados do trabalho.

Mapa base político administrativo da área rural Os municípios componentes da região e apresentados nos mapas são: Ivorá, São João do Polêsine, Nova Palma, Faxinal do Soturno, Pinhal Grande, Dona Francisca, Agudo, Restinga Seca e Silveira Martins. A Figura 05 apresenta a espacialização dos municípios componentes da região da Quarta Colônia de Imigração, bem como as toponímias, estradas, rede de drenagem, municípios lindeiros, entre outros temas de interesse. Durante a elaboração do presente mapa observou-se que alguns dos municípios pertencentes à região possuíam problemas nos limites, áreas que teoricamente pertenciam a um determinado município, na realidade pertenciam a outro. Portanto, a elaboração do presente mapa veio a dirimir estas dúvidas. Este problema é uma constante no Rio Grande do Sul, talvez seja motivado pela escala de representação dos limites dos mapas apresentados pelo IBGE (Escala de 1:250.000). Mesmo os municípios que tem os seus limites por rede de drenagem apresentam algum tipo de problema, pois muitas vezes esta drenagem já foi alterada, em função das cartas da DSG terem sido elaboradas na década de 70. 75


Figura 5: Mapa político administrativo.

Uso da terra A Figura 06 apresenta a espacialização e quantificação dos temas de uso da terra da região, a saber: Água, agricultura, agricultura irrigada, vegetação nativa, campo, solo exposto, campo/solo exposto e área urbana. Conforme Tabela 01, o tema com maior representatividade é agricultura (agricultura irrigada), sendo o de menor representatividade o tema área urbana, com 0,74 % da área total. 76


Tabela 1: Quanticação dos temas de uso da terra.

Pela tabela acima se pode observar que a área mapeada é de 290.405,28 hectares.

Figura 6: Mapa de uso da terra.

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Geoprocessamento e suas diferentes aplicabilidades Rede viária

Conforme Tabela 02, pode-se observar que a região apresenta na sua maioria (1.980,26 quilômetros) de estradas não pavimentadas, e 132,14 quilômetros de estradas pavimentadas. Tabela 2: Quanticação da rede viária da região.

Existem ainda na região 53,62 quilômetros de ferrovia, sendo que esta é de uso somente para o transporte de cargas. A Figura 07 apresenta a espacialização da rede viária viária da região da Quarta Colônia de Imigração. Pode-se verificar que a maior concentração de rodovias ocorre na área central da região.

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Figura 7: Mapa da rede viária.

Hidrográfico A Figura 08 apresenta o mapa da hidrografia da região, onde se pode verificar a sua espacialização. Este mapa é fundamental para a determinação das áreas de preservação permanente - APPs, considerando a legislação ambiental. Com este mapa foi possível verificar em quais bacias hidrográficas os municípios estão inseridos. 79


Figura 8: Mapa hidrográco.

Hipsométrico O mapa apresentado pela Figura 09 mostra a espacialização das variações das altitudes na região, podendo ser observado que a área da metade sul apresenta menor altitude, atingindo um máximo na metade norte da região de 620 metros.

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Figura 9: Mapa hipsométrico.

Classes de declividade O mapa de classes de declividade indica as áreas com declividade superior a 100 %, áreas consideradas de preservação permanente. Indica também as áreas destinadas à agricultura e pastagens. A Tabela 03 apresenta a quantificação de cada classe de declividade, sendo que a classe que apresenta maior declividade (> 100 %) é a 81


que apresenta menor área (735,42 ha), área considerada de preservação permanente. A declividade que apresenta maior área é classe entre 0 e 3% (138.105,70 ha). Tabela 3: Quanticação das classes de declividade.

A Figura 10 apresenta a espacialização das classes de declividade da região. Como podem ser observadas, as áreas de maior declividade estão situadas no centro da região, área onde se concentra a vegetação nativa.

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Figura 10: Mapa de classes de declividade.

As menores declividades se concentram na região sul, área com grande presença de cultura irrigada. Na parte norte, as declividades são médias, propícias a culturas não irrigadas.

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Áreas de preservação permanente O mapa das áreas de preservação permanente foi elaborado levando-se em consideração a legislação ambiental atual. Para tanto foram cruzados os planos de informações (layers) classes de declividade (declividade superior a 100%) e hidrografia (rede de drenagem, nascentes e reservatórios). Neste procedimento empregou-se a tecnologia SIG. A Figura 11 apresenta a espacialização das APPs na região.

Figura 11: Mapa das áreas de preservação permanente – APPs. 84


Conflitos de uso da terra A Figura 12 apresenta a espacialização das áreas de conflito da Região da Quarta Colônia da Imigração. Este mapa foi obtido através de operações no SIG estruturado para o presente trabalho. O mapa de conflitos é resultado do cruzamento dos planos de informações (layers) uso da terra X áreas de preservação permanente (APPs).

Figura 12: Mapa de conitos de uso da terra. 85


3 Conclusões Pela análise dos dados, pode-se concluir que os resultados obtidos cumpriram plenamente com os objetivos propostos no presente trabalho, porém alguns pontos devem ser salientados, a saber: – Nem todos os municípios da região da Quarta Colônia de Imigração apoiaram integralmente o trabalho, caso do município de Pinhal Grande. Possivelmente pela administração entender que as áreas conflitantes que deverão ser recuperadas/reflorestadas iriam retira áreas destinadas à agricultura. Convém salientar que este município encontra-se nas nascentes das redes de drenagem que cobrem grande parte da região. – O projeto teve grande apoio dos ambientalistas, como era de se esperar, bem como das secretarias de meio ambiente dos municípios de Nova Palma, São João do Polêsine, Faxinal do Soturno e Restinga Seca; – Em algumas áreas identificadas como conflito, alguns agricultores que possuem terras ao longo das margens de rios, estão perdendo área de agricultura e pastagem, as quais estão sofrendo erosão, necessitando de investimentos. Estes investimentos são necessários para a construção de obras de engenharia, os quais deverão ser buscados junto aos governos Estadual e/ou Federal, considerando os poucos recursos dos governos municipais; – Considerando que a região nos últimos anos vem alternando períodos de grande estiagem e inundações, bem como a intervenção dos órgãos de fiscalização ambiental e o Ministério Público, os agricultores buscam uma forma de compatibilizar as suas atividades com a preservação ambiental. Para tanto, algumas entidades procuram alternativas econômica e ambientalmente sustentável. Estas alternativas em muitos 86


casos passam pela instalação de pequenas agroindústrias, o que certamente necessita de no mínimo uma regularização junto aos órgãos de fiscalização (Secretaria de saúde, Secretaria de Agricultura, etc.), o que dificulta a sua legalização. Em alguns casos, os agricultores estão se reunindo em pequenas cooperativas, o que pode ser uma boa alternativa.

Referências bibliográficas AMARAL, L. P. Uso de técnicas de geoprocessamento na determinação de áreas de preservação permanente. 2008. 70f. Monografia (Especialização em Geomática) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2008. ASSAD, E. D.; SANO, E. E. Sistema de informações geográficas - aplicações na agricultura. . Embrapa-SPI/Embrapa-CPAC. Brasília: Ed. do Autor, 1998. 274p. DUARTE, P.A. Cartografia Temática. Florianópolis, Ed. da UFSC, 1991. EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa agropecuária, Sistemas Orbitais de Monitoramento e Gestão Territorial Disponível em: Acesso em 26 de junho de 2011. MADRUGA, P.R.A. Apresentação para capacitação do núcleo gestor das prefeituras municipais da região da quarta colônia. 2008. MADRUGA, P.R.A. Sistema integrado de manejo de bacias hidrográficas. Tese de Doutorado (Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 1991. MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 2. ed. – Viçosa : UFV, 2003. 307p. : il. NOVO, E.M.L.M. Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações. 2º ed. São José dos Campos: Edgard Blücher,1999. ROCHA, C. H. B. Geoprocessamento: tecnologia transdisciplinar. Juiz de Fora, MG : Ed. do Autor, 2000. 220 p. SANTOS, R.F.dos. Planejamento Ambiental: teoria e prática, São Paulo, oficina de textos, 2004.

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V I

O uso do geoprocessamento: uma análise de duas áreas no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - IFRS, campus de Sertão/RS

O L U T Í P A C

Daiane Tonet * Serleni Geni Sossmeier ** Jéssica Piroli *** Alcindo Neckel ****

Introdução geógrafo, segundo Neckel et al. (2009), tem a capacidade de desenvolver uma visão ampla sobre o ambiente degradado, uma visão geral do espaço e,

O

Acadêmica do Curso de Agronomia do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. [email protected] *** Acadêmica do Curso de Agronomia do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. [email protected] *** Acadêmica do Curso de Agronomia do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. [email protected] **** Geógrafo, Gestor Ambiental. Professor do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. Doutorando do Programa de Pós Graduação em Geograa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. alcindo [email protected] *


assim, é capaz de recuperá-lo para o bem comum da sociedade. Mas, para isso, torna-se necessária a coleta de dados acerca do objeto de estudo, o que resultará em análise precisa, para uma possível conclusão sistêmica deste local (CAO, 2011). 2011). O georreferenciamento torna-se uma ferramenta adequada para a coleta de dados amostrados em e m uma determinada área. Para a coleta desses dados, deve-se fazer uso do sistema de GPS. Isso vem alterando os métodos geodésicos e encontrando aplicações nas mais diversas áreas, tais como navegação, agricultura, controle ambiental etc. Essas diferentes diferentes aplicações decorrem da simplicidade operacional na utilização do sistema. Assim, o uso do GPS, como qualquer outro sistema de satélite, requer bases de referência bem definidas, consistentes, globais e geocêntricas. Isso significa que consideram toda a forma física do Globo Terrestre Terrestre (PINA; SANTOS, 2000). O uso impróprio das tecnologias voltadas ao geoprocessamento, “sem as devidas observações de critérios técnicos quanto quan to aos limites de cada equipamento, tem levado a inúmeros erros em processos, pareceres e projetos, muitas das vezes comprometendo o resultado final dos trabalhos desenvolvidos” (SILVA, 2002, p.13). Faz-se, assim, a compilação desses dados e a projeção de informação, o que se dá, na maioria das vezes, na forma de mapas, gráficos, altimetria do terreno e inúmeras outras formas de representação que venham a retratar o terreno estudado. Este estudo faz uma comparação, na utilização do GPS de Precisão e de Navegação, para a coleta de dados (Coordenadas Geográficas: latitude e longitude e altitude), em duas áreas do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – IFRS, campus de campus de Sertão/RS. O processamento de informações nos programas Surfer 10 e Track Maker facilitou a visualização de diferentes dimensões da área estudada e possibilitou uma análise do plano altimétrico do terreno,

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com suas derivações de curva de nível, sombreamento, morfologia e direções hídricas. Essas informações coletadas a campo, por GPS, poderão servir de modelo para a elaboração do plano de manejo, representações cartográficas. Esses dados de representação, quando associados a uma proposta futura de zoneamento ambiental, prestam-se também à elaboração de cartas temáticas (uso e ocupação do solo) como um dos elementos fundamentais da paisagem urbana da área representada. Esta pesquisa objetiva trabalhar com análise de terreno, utilizando-se de diferentes dados geográficos que busquem uma representação real do terreno. Sistema de Posicionamento Global (GPS) e suas características “Sistema Global de Posicionamento (GPS) é um sistema de posicionamento contínuo e determinação de velocidade, baseado em satélites e operado pelo Departamento de Defesa dos EUA”. O programa é composto por três segmentos (PINA; CRUZ; MOREIRA, 2000, p. 68-69): [...] 1 - Segmento Espacial: Sistema NAVSTAR – GPS, com as seguintes características: 24 satélites, 3 planos orbitais com 8 satélites cada, altitude 20.000 km, órbita circular, período de 12 horas e elipsoide – GRS-80, Datum Datu m World World Geodetic System WGS-84. 2 - Segmento de Controle: Consiste em estações de controle localizadas no EUA e que monitoram todos os satélites GPS, fazendo as correções orbitais e determinando erros nos relógios atômicos a bordo dos satélites. 3 - Segmento Receptor ou de Usuários: Envolve os receptores (aparelhos de GPS) e antenas que recebem as informações dos satélites e calculam a sua posição precisa e a velocidade.

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O uso do Sistema de Posicionamento Global permite “que de qualquer lugar da superfície da Terra, em qualquer hora do dia seja possível determinar a posição de um ponto foi estabelecido um esquema orbital, de tal forma que sempre exista um mínimo de seis satélites eletronicamente visíveis” (PINA; CRUZ; MOREIRA, 2000, p. 68). Isso é feito por satélites que estão orbitando ao redor do Planeta Terra, Terra, conforme os três segmentos que compõem o sistema NA VSTAR-GPS, VSTAR-GPS, representados pela Figura 1.

Figura 1: Representação dos três segmentos que compõem o sistema NAVSTAR-GPS. Fonte: Silva (2002, p. 16).

A vantagem do GPS de Navegação está na gratuidade do sistema. Levantamentos feitos com o mesmo não implicam aumento da equipe de campo e a qualificação dos usuários não exige conhecimentos específicos, como nos casos das técnicas convencionais. Além disso, a interferência do operador é minimizada. A quase to91


talidade das informações é obtida e armazenada eletronicamente e há implantação de pontos de apoio e de georreferenciamento para fotogrametria e o sensoriamento remoto. Deve-se registrar que o sistema é extremamente preciso, tem cobertura mundial por 24h, em qualquer condição de tempo, sistema estável, devido à órbita elevada. E a hora é precisa, pois o receptor corrige-a constantemente, baseado no relógio atômico dos satélites. Segundo Harbuck (et al., 2006), assim como existem inúmeras facilidades com o GPS de Navegação também existem algumas desvantagens como a susceptibilidade às interrupções nos sinais transmitidos pelos satélites, sobretudo em áreas próximas a edificações muito altas ou de densa cobertura arbórea; o sistema pode ser desligado a qualquer momento pelo Departamento de Defesa dos EUA, requer equipamentos adicionais para maior precisão: Antenas, DGPS, WAAS, entre outros; há necessidade de, no mínimo, três satélites, pois necessita de perfeita visibilidade com os satélites acima do horizonte (sem ocultações) e interferências com o sinal (opera por radiofrequência). O GPS de Precisão, também conhecido como de levantamento, geodésico ou DGPS, é o recomendado para o levantamento de dados para atividades profissionais. A precisão desses aparelhos é amplamente superior à dos GPS de navegação, e é proporcionada pela forma de armazenamento de dados, brutos para posterior processamento, e da presença de filtros, que garantem a qualidade dos dados (HARBUCK, et al., 2006). Atualmente, cada vez mais se torna mais ampla a magnitude de aplicações do sistema GPS. Dentre as utilizações está a navegação de todos os tipos (aérea, marítima, terrestre, espacial, nos portos, fluvial etc.) (TERRACE, 2011). Segundo Pinto (2010), o estabelecimento de redes nacionais e regionais de apoio geodésico serve para aplicação em geodinâmica para detecção de movimentos da crosta terrestre, na fotogrametria, sem necessidade de pontos de controle do terreno, em levantamentos topográficos, no gerenciamento de 92


rotas de transportes, em estações geodésicas ativas e na coleta de dados para Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Segundo Bernardi e Landim (2002, p. 5), “os satélites que compõem o segmento espacial do sistema GPS orbitam ao redor da Terra distribuídos em seis órbitas distintas, a uma altitude de 20.200 km, distribuídos em seis planos orbitais com uma inclinação de 55º em relação ao equador”, somando, assim, “um período de resolução de 12 horas siderais. Isso vem acarretar uma repetição na configuração dos satélites com uma reprodução de quatro minutos mais cedo diariamente em um mesmo local”. Nesse sentido, a função do segmento espacial que se encontra em órbita (Figura 2), consiste em transmitir os sinais para o GPS, o que pode ser chamado de códigos, portadoras e mensagens de navegação.

Figura 2: Planos orbitais dos satélites da constelação GPS. Fonte: Adaptado de Bernardi e Landim (2002, p. 6). 93


O segmento de controle é responsável pelo sistema de operação do GPS. Conforme Brilis (et al., 2006), a sua função é atualizar a mensagem de navegação transmitida pelos satélites. Esse segmento é formado por estações de monitoramento estrategicamente espalhadas pelo mundo e refere-se a tudo o que se relaciona com a comunidade usuária para determinação de posição, velocidade ou tempo. Os receptores GPS são constituídos basicamente de uma antena, um pré-amplificador e uma unidade na qual estão integrados todos os elementos eletrônicos necessários ao controle, ao registro e à visualização dos dados (BRILIS et al., 2006). Por isso, são objetos de suma importância para a localização em um determinado ponto na Terra. O Sistema de Informação Geográficas (SIG) e sua aplicabilidade técnica O Sistema de Informações Geográficas (SIG), conforme Miranda (2010), vem evoluindo nos últimos. Sua evolução científica e as mudanças no sistema são sentidas à medidas que essas ferramentas necessitam de modernização. Isso tudo depende muito dos avanços e dos investimentos em tecnologia voltada ao SIG e de um maior número de satélites que permitam identificar, localizar e visualizar alvos em diferentes locais da Terra (GOODCHILD, 2000). Segundo Câmara e Davis (2001, p.2), “as primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais aconteceram na Inglaterra e nos Estados Unidos, nos anos 50, do século XX, com o objetivo principal de reduzir os custos de produção e manutenção de mapas”. A partir da década de 60 (século XX), surgiram os primeiros SIG, “no Canadá, como parte de um esforço governamental para criar um inventário de recursos naturais”. Em relação ao sistema utilizado, “eram muito difíceis de usar: não existiam monitores gráficos de alta resolução, os computadores necessários eram excessivamente onerosos, e a mão de obra tinha que ser altamente 94


especializada e, portanto também muito onerosa”. Além disso, havia pouca capacidade de armazenar informações nos computadores, que tinham a velocidade de processamento muito baixa (CÂMARA; DAVIS, 2001, p. 2). A respeito da evolução da informática, “esta definição tem grande influência de uma linguagem comum da área de computação. Isto pode levar o leitor a pensar que um SIG só passou a existir com o advento do computador” (MIRANDA, 2010, p. 19). Sendo assim, [...] a evolução do conceito de SIG se relaciona com as diferentes áreas de pesquisa que contribuíram para o seu desenvolvimento como informática, que enfatiza a ferramenta banco de dados ou linguagem de programação; geografia, que o relacionam a mapas, e outros que ainda enfatizam aplicações como suporte à decisão. Nos próximos itens um breve histórico da evolução de SIG, suas definições e conseqüentes contradições e, por último, o surgimento do SIG como uma nova disciplina, vista como uma verdadeira ciência da informação, e seu potencial ainda não totalmente exaurido (MIRANDA, 2010, p. 19).

Ao considerar esda evolução do SIG, a partir dos anos 1970, segundo Bergamaschi (2010, p. 31), “foram desenvolvidos novos e mais acessíveis recursos computacionais, tornando viável o desenvolvimento de sistemas comerciais”. A expressão Sistema de Informações Geográficas foi criada e “começaram a surgir os primeiros sistemas comerciais de CAD (Computer Aided Design, ou Projeto Assistido por Computador), que melhoraram em muito as condições para aprodução de desenhos e plantas para engenharia”. Isso possibilitou o avanço cartográfico na época. Entretanto, devido aos custos altos dos computadores em 1970 e ao “fato destes sistemas ainda utilizarem exclusivamente computadores de grande porte, apenas grandes organizações tinham acesso à esta tecnologia” (BERGAMASCHI, 2010, p. 32). Já, em 1980, em razão da facilidade no armazenamento de informações ocorreu, um crescimento em escala mundial em se tratando da manipulação das informações geográficas por computador. 95


Pode-se afirmar que [...] A informação geográfica se relaciona a locais específicos, possuindo um sistema de referência ou localização espacial através de um sistema de coordenadas. Este processo resultou no desenvolvimento e evolução de sistemas que ficaram conhecidos como SIG. Enfatiza-se que o uso das informações na forma digital (legível por computador) não representa fato novo, mas o uso do termo no dia-a-dia desenvolveu-se naquela década. O SIG não evoluiu de forma isolada, mas do esforço conjunto de outras tecnologias e áreas de aplicação. A tecnologia de SIG representa uma convergência entre diferentes disciplinas que têm a localização geográfica como seu objeto de estudo (MIRANDA, 2010, p. 19).

No decorrer dos anos 80 do século XX, com a grande popularização e com o barateamento das estações de trabalho gráficas, além do surgimento e da evolução dos computadores pessoais e dos sistemas gerenciadores de bancos de dados relacionais, ocorreu uma grande difusão do uso do SIG (CÂMARA, DAVIS 2001; GOODCHILD, 2009). No final da década de 90 e no início do século XXI, os SIG começam a se tornar corporativos e orientados à sociedade, com a utilização da Internet, de bancos de dados geográficos distribuídos e com os esforços realizados em relação à interoperabilidade dos sistemas (CÂMARA, DAVIS 2001; BRILIS et al., 2006; HARBUCK, et al., 2006; FERNANDES, 2007; FREIRE, 2009; MIRANDA, 2010; CAO, 2011; GOODCHILD, 2011). Durante o ano de 1992, a Internet teve um efeito dramático sobre SIG, quando foram lançados os primeiros navegadores. As primeiras aplicações oportunizaram a divulgação de dados e muitos governantes do mundo todo investiram no SIG. “Uma das primeiras delas foi a Alexandria Biblioteca Digital da Universidade da Califórnia, Santa Barbara, início desenvolvido em 1993, como um mecanismo on-line para acessar os mapas na biblioteca da universidade”. O conceito evoluiu para o Geoportal, um único ponto de entrada para as participações de muitos usuários, em bibliotecas digitais. “O Governo dos EUA Geoespacial One-Stop é típico deste gênero” (GOODCHILD, 2011, p. 1). 96


Conforme Goodchild (2011, p. 1), o Google Earth e Google Maps, em 2005, permitiram a muitos usuários suas primeiras experiências com o uso do SIG, “para gerenciar e exibir informação geográfica, e para executar funções simples. Além disso, a publicação das interfaces de programação de aplicativos desses serviços permitiu que os usuários a desenvolver suas próprias aplicações avançadas”. Esse fato possibilitou que as tecnologias pudessem ser utilizadas de forma gratuita e eficaz pela população em geral. Segundo Câmara e Davis (2001), Fernandes (2007), Freire (2009) e Goodchild (2011), os SIG permitem a coleta, a informação, a manipulação, a análise e a representação de informações sobre a espacialidade do terreno a ser analisado. Para que isso aconteça, o primeiro passo consiste no desenvolvimento de uma base de dados. Com isso, dá-se início ao processo de implementação de um sistema, sobre o qual os especialistas e técnicos do geoprocessamento desenvolvem bases geográficas, que funcionarão como sustentação na representação de um plano real (MIRANDA, 2010). Para Davis e Câmara (2001), a captação de dados que permite o desenvolvimento de mapas representativos para a sua digitalização, que é feita com a criação de feições (pontos, cujo conjunto geram linhas e polígonos) que acompanham o contorno da área digitalizada, ou seja, os mapas nada mais são do que conjuntos de pontos, linhas e polígonos. Esses elementos são sobrepostos em camadas ou layers, isto é, uma camada ou mais de pontos sobrepostos sobre uma ou mais camadas de linhas e assim por diante. Na realidade, as linhas e os polígonos são os principais elementos dentro de uma base geográfica (PINTO, 2010). Atualmente, já é possível elaborar bases de dados geográficos de SIG, apenas com o aparelho de GPS. Isso dispensa o uso de antigos aparelhos de topografia (Estação Total), pois, o georreferenciamento permite a coleta de dados a campo e, posteriormente, o geoprocessamento desses dados permite a elaboração de mapas, com confiabilidade. Isso só é possível se o aparelho de GPS for de preci97


são, conforme prevê a Norma Técnica para Georreferenciamento de Imóveis Rurais, em sua 2º edição, que permite um erro de até 50 cm em cada ponto (BRASIL, 2010). Por meio do SIG, torna-se possível trabalhar com uma grande quantidade de informações, tomar decisões em tempo real, tornando-se fácil a gestão e o armazenamento de dados geográficos e rapidez na atualização dessas informações. Metodologia O município de Sertão (Figura 3) localiza-se ao norte do Estado do Rio Grande do Sul (RS), é constituído por 6.294 habitantes e tem uma área de 439 km², já tendo sido distrito de Passo Fundo. Conforme o Instituto Brasileiro de Florestas, o município possui esse nome graças ao bioma que o constitui, um bioma de Mata Atlântica, caracterizado por um diversificado conjunto de ecossistemas florestais com estrutura e composições florísticas bastante diversificadas, conforme o IBGE (2012). Sua origem deve-se à construção da estrada de ferro na região. A divisão territorial datada em 2001 determina que o município é constituído por dois distritos: Sertão e Engenheiro Luiz Englert. O campus do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – IFRS localiza-se na Rodovia RS 135, km 25, no Distrito Engenheiro Luiz Englert, e possui área total de 237 hectares.

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Figura 3: Mapa de localização do município de Sertão (RS).

A pesquisa constituiu-se por ações que contemplaram o estabelecimento de diretrizes para a elaboração de representações do terreno amostrado, com as seguintes ações metodológicas: a) embasamento científico: para isso buscaram-se autores que tratam a respeito do tema proposto. Analisaram-se também relatórios técnicos e ferramentas computacionais cadastradas em órgãos competentes que possibilitaram o uso do Sistema Integrado de Georeferenciamento e o Sistema de Informações Geográficas (SIG); b) análise do ambiente físico e geoprocessamento dos dados: elaborou-se um banco de dados georreferenciados de elementos estruturais da paisagem e um diagnóstico ambiental identificando os riscos e as ameaças que comprometem a qualidade ambiental da área. Para isso, foram utilizados dois GPSs. O GPS de navegação e outro GPS de precisão, para analisar a diferença de ambos ao marcar o mesmo ponto. Para a prática, foi escolhida a área localizada em frente ao Centro de 99


Ensino Superior do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. Essa área foi denominada Área 1. O levantamento foi iniciado nas proximidades do pórtico, onde o primeiro ponto e o Norte geográfico foram marcados. Em todos os pontos, foram anotadas a longitude, a latitude e a altitude, a fim de se processar um mapa planialtimétrico das áreas. A marcação dos pontos foi feita em torno da Área 1, nas proximidades da cerca, que segue fielmente o marco da divisa do Instituto. Depois, foram coletadas as coordenadas no final do campo de futebol, que se encontra nessa área, e finalizou-se marcando o contorno superior da área à beira da rua que dá acesso ao Centro de Ensino Superior, chegando ao ponto de partida para completar o mapa. Feito, o contorno da Área 1, realizou-se a marcação de pontos de interno, para a aquisição do mapa 3D do local. Após a verificação das coordenadas de todos os pontos, efetuou-se a conversão de graus para UTM (Universal Transverse Mercato), para a elaboração de mapas no programas SURFER 10 e TRACKMAKER. A segunda área amostrada, denominada Área 2, encontra-se nas proximidades do Centro de Ensino Superior e do silo. O método de levantamento foi o mesmo utilizado na Área 1: coleta de coordenas em torno da área, com base nas divisas, levando-se em conta as longitudes, as latitudes e a altitude de cada ponto. Porém, nessa área, não se fez necessária a coleta de pontos internos, sendo, portanto, levantados somente os pontos de contorno externo. Da mesma forma, realizou-se a conversão das coordenadas para UTM e geraram-se os mapas no SURFER 10 e no TRACKMAKER. Após essas etapas, realizou-se união das Áreas 1 e 2, o que possibilitou analisar o seu tridimensionamento (3D). Segundo Santos, Pina e Carvalho (2000, p. 25), num mapeamento utilizando os SIG, alguns importantes passos podem ser enfatizados: especificação do problema – em que a definição clara dos problemas espera seja solucionada com o SIG –, a causa do de100


senvolvimento e o tipo de conhecimentos a serem originados pelo sistema. Com a demarcação da base de dados, pode-se apresentar uma listagem de elementos necessários para atingir as finalidades propostas e a forma de obtenção dos mesmos. Logo, a geração das bases de dados é a parte indispensável na implementação; é a ela que se deve maior zelo para garantir a qualidade da aquisição de informações para aperfeiçoar os diagnósticos do sistema. Fazendo-se a manipulação das bases armazenadas e a aquisição das bases metodológicas, foi possível desenvolver o fluxograma, representado pela Figura 4.

Figura 4: Fluxograma da pesquisa.

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Resultados e discussão Levantamentos e projeções da Área 1 O estudo foi realizado na área em frente ao Centro de Ensino Superior do IFRS, campus Sertão, que foi denominada Área 1. Essa área contempla um campo de futebol, um campo nativo e uma pequena faixa de reflorestamento. As margens do mapeamento consistem na cerca, que marca o limite do Instituto; o final do campo de futebol, onde se encontram alguns arbustos; e a rua que dá acesso ao Centro de Ensino. O mapa do uso do solo da Área 1 foi elaborado a partir de imagens do Google Earth e processado no TRACK MAKER. O mapa representa, por meio de cores, a utilização da área. Sendo, nesse caso, o campo de futebol, uma pequena proporção de reflorestamento e um campo nativo (Figura 5).

Figura 5: Área delimitando campo de futebol, área orestada e de campo nativo encontrado em frente ao prédio B de Ensino Superior do IFRS.

As coordenadas coletadas na Área 1, com o uso do GPS de Precisão, foram geoprocessadas minuciosamente e reconferidas. Atendendo às exigências referidas por Santos, Pina e Carvalho (2000, p. 26), no sentido de que “é preciso que haja um pré-processamento 102


dos dados contraídos de sistemas de projeções distintas, com diversas fontes em escalas diferentes que, após serem compatibilizados é possível a efetivação das análises, as quais tornam os dados úteis”. A partir da utilização do software SURFER 10, obteve-se o mapa apresentado na Figura 6. As curvas de nível representam a declividade do terreno, e, quanto mais próximas elas estão, mais acentuada é a área. Pelas setas, é possível verificar para onde se desloca o escoamento superficial da água das chuvas. A legenda de cores demonstra a variação de altitudes, podendo ser observados três picos com altitudes superiores a 750 metros acima do nível do mar.

Figura 6: Área 1, representada pelo programa Surfer gerado a partir de dados coletados por GPS de precisão.

A Figura 7 apresenta um gráfico construído a partir da variação entre as coordenadas. Analisando o gráfico, verifica-se que a reta que representa a variação é constante, ou seja, estatisticamente, há pouca variação significativa entre as coordenadas. Figura 7: Gráco demonstrando a variação entre coordenadas da Área 1, coletadas com GPS de Precisão. 103


A partir das coordenadas coletadas a campo com o GPS de Navegação, foi possível gerar o mapa da Área 1, apresentado na Figura 8. Se comparado ao mapa processado a partir do GPS de Precisão (Figura 8), verifica-se a menor conformação do terreno, ou seja, o GPS de Precisão apresenta mais detalhes da superfície terrestre. Há então, uma grande diferenciação entre os dados apresentados pelos dois GPS, levando-se em consideração que os pontos foram coletados exatamente nos mesmos locais e horas do dia.

Figura 8: Gráco da Área 1, representada pelo programa Surfer, gerado a partir de dados coletados por GPS de Navegação.

O gráfico apresentado na Figura 9, refere-se à variação entre as coordenadas coletadas pelo GPS de Navegação relacionadas à Área 1. A reta de variação apresenta uma inclinação considerável, havendo uma oscilação de 11% aproximadamente. Pela análise anterior, o gráfico de variação do GPS de Precisão é muito mais eficiente e confiável. 104


Figura 9: Gráco demonstrando a variação entre coordenadas da Área 1, coletadas com GPS de Navegação.

Levantamentos e Projeções da Área 2 A Área 2 situa-se entre o prédio B e o Silo do Centro de Ensino Superior do IFRS, campus Sertão. Essa área contempla uma lavoura, totalmente agriculturável. As margens do mapeamento consistem na cerca, que marca o limite do Instituto, a rua que dá acesso ao silo e o campo de futebol. O mapa do uso do solo da Área 2 foi elaborado a partir de imagens do Google Earth, processadas no TRACK MAKER (Figura 10). Esse mapa representa, por meio de cores, a utilização da área, nesse caso, toda agriculturável.

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Figura 10: Área situada entre o prédio B e o silo do Centro Superior do IFRS.

Os dados coletados a campo, na Área 2, foram processados no software SURFER 10. A Figura 11 apresenta o mapa gerado a partir do GPS de Precisão. A proximidade entre as curvas de nível demonstra a declividade presente na área, sendo possível distinguir zonas bem acentuadas no terreno.

Figura 11: Área 2, demonstrando a área cultivável entre o prédio B e o silo do Centro Superior, gerado pelo programa Surfer, com dados do GPS de Precisão.

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A variação entre as coordenadas da Área 2 extraídas a campo, com auxílio do GPS de Precisão, está representada na Figura 12. É possível observar uma alteração de 15%, aproximadamente, entre as coordenadas. Esse gráfico apresenta maior variação entre coordenadas se comparado ao gráfico da Área 1. Isso pode ser explicado devido à presença arbórea no local.

Figura 12: Gráco demonstrando a variação entre coordenadas da área 2, coletadas com GPS de Precisão.

Com as coordenadas coletadas na Área 2, com auxílio do GPS de Navegação, foi possível construir o mapa disposto na Figura 13.

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Figura 13: Área 2, demonstrando a área cultivável entre o prédio B e o silo do Centro Superior, gerado pelo programa Surfer com dados do GPS de Navegação

As coordenadas obtidas com o uso do GPS de Navegação apresentam maior oscilação. Na Figura 14, observa-se uma variação superior a 50%. O que demonstra que o GPS de Navegação não pode ser utilizado para N levantamentos que necessitam confiabilidade e exatidão em seus resultados. Segundo os estudos de Tonello (et al., 2011), o GPS de Navegação apresentou incompatibilidade de exatidão para a prática de amostragem de solos. Todavia, essa variação, que é considerada alta, pode ter sido afetada devido a erros na coleta dos dados, como interferência no sinal do satélite, tornando bem comum a falha humana.

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Figura 14: Gráco demonstrando a variação entre coordenadas da Área 2, coletadas com GPS de Navegação.

Análise do Agrupamento da Área 1 com a Área 2 Os dados das duas áreas, quando geoprocessados de maneira uniforme, gerou um mapa que apresenta o detalhamento da área total, unindo as Áreas 1 e 2. O mapa da Figura 15 foi construído a partir de dados do GPS de Precisão. A representação demonstra uma grande oscilação na declividade do terreno, sendo possível distinguir picos e várzeas na mesma área.

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Figura 15: União das áreas 1 e 2, com dados extraídos do GPS de Precisão.

Há uma variação entre os pontos coletados pelo GPS de Precisão. Essa variação é apresentada no gráfico da Figura 16, sendo uma oscilação consideravelmente baixa, se comparada aos mapas gerados a partir do GPS de Navegação.

Figura 16: Gráco demonstrando a variação entre coordenadas da união das Áreas 1 e 2, coletadas pelo GPS de Precisão. 110


A partir dos dados do GPS de Navegação, foi realizada a união das Áreas 1 e 2. O mapa dessa união é apresentado na Figura 17, no qual se observa pouco detalhamento da conformidade do terreno. O GPS de Navegação é pouco eficiente no que diz respeito a detalhes de declividade do terreno, o que é visível na comparação com o GPS de Precisão.

Figura 17: União das áreas 1 e 2, com dados extraídos do GPS de Navegação.

A Figura 18 apresenta um gráfico com a variação entre coordenadas da área total, coletados com ajuda do GPS de Navegação. A representação estatística apresenta grande variação entre os pontos, pois a maior parte está disperso longe da reta que representa a mediana da variação.

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Figura 18: Gráco demonstrando a variação entre coordenadas da união das Áreas 1 e 2, coletadas pelo GPS de Navegação.

Segundo Cintra (et al., 2011), a precisão alcançada é dependente do receptor utilizado no trabalho e da atividade ionosférica, pois cada fabricante utiliza programas e estratégias diferentes para calcular as coordenadas e resolver a ambiguidade.

Conclusão Os levantamentos feitos a campo por GPS (Global Positioning System) requerem alguns cuidados do usuário, em razão das limitações de uso, das precisões requeridas e das variáveis que influenciam para a imprecisão da medida. Já para a navegação, os resultados do GPS são excelentes.

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O sistema GPS inicialmente utilizado para operações militares e dirigido à navegação pode ser definido como sistema de rádionavegação. O sistema de GPS fornece as coordenadas bi ou tridimensionais de pontos no terreno, além da direção e da velocidade do deslocamento entre os pontos. As condições meteorológicas podem interferir na precisão do resultado. Isso não ocorreu durante os levantamentos de campo desenvolvidos no presente trabalho O levantamento planialtimétrico com GPS de Precisão e GPS de Navegação das duas áreas mostraram uma representação do relevo da superfície terrestre do local (3D) em que a variação da área amostrada apresentou-se diferenciada (mais acentuada em curta distância).

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V O L U T Í P A C

Geoprocessamento aplicado à fiscalização de áreas de proteção permanente – a prática na área de proteção ambiental “Mestre Álvaro” – Serra - ES Caroline Araujo Costa Nardoto* João Pinto Nardoto** Rodrigo Bettim Bergamaschi ***

1 Introdução o se tratar de América Latina, composta por países ditos em desenvolvimento, é notória a necessidade de conservar e, principalmente, fiscalizar as áreas de proteção ambiental e permanente, em espe-

A * ** ***

Licenciada em Geograa pela Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória (ES). e-mail: [email protected] Licenciado em Geograa pela Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória (ES). e-mail: [email protected] Especialista em Geoprocessamento aplicado ao Planejamento Urbano e Rural pela Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo (SP). e-mail: rodrigo.siges@ gmail.com


cial dos ecossistemas urbanos, já que, de acordo com Silva e Zaidan (2007), a porção insular da América é marcada por uma dinâmica própria de crescimento na qual impera desajustes estruturais que influenciam decisivamente na qualidade de vida da população. Um dos reflexos desses desajustes consiste na invasão de áreas de especial valor ambiental pela expansão urbana, o que é agravado pelo fato de muitas vezes serem estabelecidas moradias em áreas que oferecerem riscos (como de deslizamentos, enchentes) devido à falta de planejamento territorial. Além disso, é cada vez mais rápido o ritmo de consumo dos recursos naturais disponíveis, o que tem como consequência a aceleração exponencial da degradação ambiental, passível de gerar colapsos com a falta de recursos para o desenvolvimento. A tal problemática, uma das soluções palpáveis difundidas atualmente é o planejamento ambiental. De acordo com Franco (2001, p.34) pode-se entender planejamento ambiental como “todo o esforço da civilização na direção da preservação e conservação dos recursos ambientais de um território, com vistas a sua própria sobrevivência”. Devido ao exposto, o presente trabalho justifica-se pela necessidade de identificação das áreas em desacordo com a lei de proteção permanente, sobretudo nas áreas urbanas e, logo, de esclarecimento de seu quadro urbano-ambiental, como uma das maneiras de auxiliar a institucionalização de tal forma de desenvolvimento. Por meio dos resultados de identificação das áreas de proteção permanente, dar-se respaldo aos órgãos competentes à administração de tais para que promovam penalidades aos transgressores, como o impedimento dos usos indevidos por meio de multas financeiras ou aplicações de modelos de recuperação das áreas culpadamente degradadas. Além disso, as análises descritas e as bases de dados geradas poderão servir de suporte a outros estudos ambientais, como o monitoramento das infrações (SILVA; ZAIDAN, 2007).

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Assim, objetiva-se contribuir para os estudos ambientais aplicados ao planejamento territorial no município de Serra (ES), com aplicação metodológica na Área de Preservação Ambiental Mestre Álvaro, por meio da análise da situação ambiental de infrações de Áreas de Proteção Permanente (APP) da área. Para tanto será utilizada tecnologia associada aos Sistemas de Informações Geográficas (SIG's), cujo crescente avanço é de grande utilidade ao suporte de políticas públicas, devido à facilidade e eficiência de seu uso. É válido ressaltar aqui, também, que os softwares de geoprocessamento funcionam tão somente como suporte aos profissionais competentes a sua utilização, e que o conhecimento pertinente à elaboração e interpretação de dados gerados a partir destes softwares é intrínseco a estes profissionais.

2 Desenvolvimento do trabalho Área de estudo

A Área de Proteção Ambiental (APA) Mestre Álvaro está localizada no município da Serra, estado do Espírito Santo, sob os pontos de coordenadas geográficas 40 10’49,47” W e 20 10’2, 41” S. °

°

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Figura 1: Mapa de localização da APA Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores.

O maciço que empresta nome a APA é uma feição granítica que faz parte do conjunto da Serra do Mar, e se destaca na paisagem dos tabuleiros litorâneos e das planícies flúvio-marinhas, cujo ponto mais alto possui 833 metros de altitude. Sua vegetação é constituída de Mata Atlântica de encosta com diversos córregos e nascentes (SEMMA, 2008). Devido ao seu valor e importância, não apenas para o Município como também para o Estado, o Mestre Álvaro foi transformado em Reserva Biológica e Parque Florestal pela Lei Estadual nº 3.075 de 09 de agosto de 1976 com uma área de 3.470 hectares. Teve sua categoria de manejo alterada para Área de Proteção Ambiental pela Lei Estadual nº 4.507 de 08 de janeiro de 1991, sendo o IDAF o órgão gestor desta unidade de conservação. 119


Por se tratar de uma Área de Proteção Ambiental Estadual do grupo uso sustentável, a categoria permite “a exploração do meio ambiente de maneira a garantir a perenidade dos recursos ambientais renováveis e dos processos ecológicos, mantendo mant endo a biodiversidade e os demais atributos ecológicos de forma socialmente justa e economicamente viável” (Lei Federal nº 9.985/2000 – Sistema Nacional de Unidades de Conservação) (PMS, 2008). Esta APA está localizada próxima à área urbana – a quatro quilômetros da sede municipal e a 11, 6 quilômetros do litoral – circunscrita por diversos bairros (SEMMA, 2008), e devido de vido a tal proximidade a área sofre forte pressão urbana. Por meio da visualização de mapas do uso do solo da região se precebe facilmente o retalhamento da cobertura do solo local.

Figura 2: APA APA Mestre Álvaro – Vista dos bairros periféricos. Fonte: Google Earth.

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Metodologia As etapas metodológicas foram divididas em: levantamento de dados, geoprocessamento e análise de conflitos. A primeira faz menção à aquisição e estabelecimento das doutrinas legislativas e dos planos de informações. A segunda equivale à manipulação de dados georeferenciados de forma a gerar mapas temáticos que servirão aos objetivos traçados. A última objetiva o agrupamento e a análise espacial dos dados. A seguir cada uma destas etapas será explanada individualmente.

2.2.1 Levantamento de dados A esta etapa coube a adoção de doutrinas legislativas e levantamento de planos de informação de acordo com as necessidades dos objetivos propostos, bem como o estabelecimento das diretrizes básicas pertinentes a posterior geração dos mapas temáticos (projeção, datum, escala e equidistância das curvas de nível). Quanto a legislação A metodologia geral utilizada está calcada nas diretrizes legislativas instituídas pelo Artigo 3º da Resolução CONAMA nº 303, de 20 de março de 2002 que, estabelece, dentre outras, as seguintes classes de áreas de proteção permanente: - trinta metros no entorno de cursos d`água com menos de dez metros de largura; - em encosta ou parte desta, com declividade superior a cem por cento ou quarenta e cinco graus na linha de maior declive; - no topo de morros e montanhas, em áreas delimitadas a parpartir da curva de nível correspondente a dois terços da altura mínima da elevação em relação à base (MMA, 2009). É válido ressaltar que as três classes de APP's aqui tratadas estão contidas dentro de uma unidade de conservação - Área de Pre121


servação Ambiental (APA) Mestre Álvaro. As APA's, como já dito, estão inseridas dentro do grupo das Unidades de Uso Sustentável, cujo objetivo é compatibilizar a conservação da natureza com o uso sustentável dos recursos naturais, sendo permitida a ocupação humana controlada no seu interior (IEMA, 2008). Então, mesmo que não haja proibição de habitação e atividades produtivas nas APA APA's, estas devem ser orientadas e supervisionadas pela entidade ambiental encarregada de assegurar o atendimento das finalidades da legislação instituidora (ANTUNES, 1990). Este encargo é próprio da SEMAM-ES (Secretaria de Meio Ambiente do Espírito Santo), órgão competente designado, a nível estadual, para a fiscalização dessas áreas e, em caráter nacional, independente de leis municipais ou estaduais, quem desempenha esse papel é o CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente), podendo alterar e criar suas resoluções. Quanto a APA APA Mestre Álvaro, o órgão gestor é o IDAF (Instituto de Defesa Agropecuária e Florestal) (PMS, 2008). Quanto aos planos de informações: Foram utilizados diferentes planos de informações, na qual, de forma a facilitar o acesso e manuseio, estão no formato do arquivo vetorial padrão do ArcMAP, ArcMAP, a extensão e xtensão .shp (shapefile). Os planos de informações trabalhados foram cedidos pelo Instituto Jones dos Santos Neves (IJSN), instituição responsável por pesquisas e informações estatísticas do Estado do Espírito Santo. Tais planos de informações pertencem ao GEOBASES - banco de dados georeferenciados do estado do Espírito Santo - na qual o IJSN é um dos associados. São eles: cursos de água, curvas de nível, uso do solo, áreas de conservação, vias urbanas e vias interurbanas, pertencentes ao município de Serra, ES. Estes estão configurados em projeção UTM e foram convertidos para o datum SIRGAS 2000. Objetivam-se os produtos finais em escala de, aproximadamente, 1:40.000. As curvas de nível possuem eqüidistância de 20 metros. 122


O cruzamento desses dados, devidamente georeferenciados, servirá a investigação e representação de suas ações conjuntas, com base nos objetivos propostos, na forma de mapas temáticos, na qual: um será a cerca da espacialização e visualização geral da área, três específicos a cerca de cada uma das classes de APP's presentes no local de estudo, um que demonstre o uso do solo local, bem como os equipamentos viários contidos em seu entorno e um que sobrepõe as informações dos anteriores. Assim a análise dos mapas dar-se-á do geral ao específico e, após, do singular ao conjunto.

2.2.2 Geoprocessamento dos dados Esta fase equivale à confecção da base de dados georeferenciados em formato digital que visem sua manipulação para a posterior geração dos mapas temáticos que servirão aos objetivos traçados. Pelo fato da realização de estudos de cunhos ambientais exigirem a manipulação de uma significativa gama de dados, que necessitam estar devidamente georeferenciados de forma a permitir o trabalho técnico a partir de planos de informações, o uso de Sistemas de Informações Geográficas (SIG's) tornou-se de prima valia. Portanto, tal sistema será aqui empregado, por meio do aplicativo ArcMAP, o módulo central e fundamental do ArcGIS, versão 9.1. Isto porque tal SIG possui ferramentas que conferem maneiras práticas e intuitivas para o manejo de dados espaciais de forma a adquirir, manipular, analisar e exibir uma expressiva quantidade de dados geográficos. Os procedimentos adotados para a confecção de cada um dos mapas pré-estabelecidos estão detalhados a seguir. Mapa do perfil topográfico Este mapa visa espacializar os contornos gerais da área de estudo. De posse do plano de informação da delimitação APA Mestre Álvaro, bem como de suas curvas de nível, as últimas foram interpoladas (equidistância de 20 metros) com o intuito de gerar um TIN 123


(do inglês Triangular Irregular Network), ou grade triangular, que nada mais é do que “uma estrutura do vetorial com topologia do tipo nó-arco que representa uma superfície por meio de um conjunto de faces triangulares interligadas” (SANTOS, 2007). Este TIN permite uma visualização 3D da área. De posse deste pode-se, então, traçar o perfil topográfico do local por meio do comando Interpolate Line contido na opção 3d Analyst que irá demonstrar com a amplitude altimétrica local. Esta base de dados digital gerada será novamente empregada para o mapa de delimitação das APP's em topos de morro. Mapa de delimitação das APP's ao longo dos cursos d´água Este mapa visa delimitar as áreas de proteção permanentes no entorno de cursos d’água da área de estudo. Para tanto foi utilizado o plano de informação correspondente à rede hidrográfica orientada no sentido da foz. Em conformidade com os itens do art. 3º da Resolução CONAMA (Lei n.º 303 de 20 de março de 2002) a delimitação desta classe de APP foi realizada por meio do comando Create Buffer, contido na barra de ferramentas Editor, na qual se delimitou faixas de 30 metros para ambas as margens dos cursos d´água com largura inferior a 10 metros. Mapa de delimitação das APPs em vertentes Este mapa visa delimitar as áreas de proteção permanentes em vertentes da área de estudo. Para tanto, reconheceu-se as áreas de vertente de inclinação superior a 45º, conforme itens do art. 3º da Resolução CONAMA (Lei n.º 303 de 20 de março de 2002). Os planos de informação utilizados foram o de delimitação da APA e suas curvas de nível na qual, a partir da ferramenta topo to raster, transformou-se tal plano de informação para uma imagem do tipo raster. A partir dessa imagem foi utilizado o comando slope contido na opção Spatial Analyst para gerar a declividade local. A base de dados digital gerada, representativa da declividade, foi reclassifica124


da em: 0 a 45º e acima de 45º, ou seja, declividade não considerada APP e considerada APP, respectivamente. Mapa de delimitação das APPs em topos de morro Este mapa visa delimitar as áreas de proteção permanentes em topos de morro da área de estudo. Para tanto, baseou-se no artigo 3º da Resolução CONAMA (Lei nº 303, de 20 de março de 2002) que considera área de proteção permanente: no topo de morros e montanhas, em áreas delimitadas a partir da curva de nível correspondente a dois terços da altura mínima da elevação em relação à base. Assim sendo, tem-se que para a APA Mestre Álvaro é considerado topo de morro as elevações acima da cota de 520 metros, já que se identificou que sua base corresponde à cota de valor 40 m e seu cume de 820 m. Estabelecido tal parâmetro, valeu-se do TIN gerado para o mapa do Perfil Topográfico, na qual foi reclassificado conforme o parâmetro acima, ou seja, acima de 520 metros classificou-se como área de proteção permanente. Mapa de uso do solo Mapa de fundamental importância, pois é a partir dele que se terá base para cotejar as ocupações territoriais com as áreas que devem ser preservadas por lei. As classes de uso do solo foram classificadas de acordo com o plano de informação “uso do solo” para a área da APA Mestre Álvaro As categorias levantadas na área foram: afloramento/solo exposto, floresta natural primária ou secundária avançada ou média, pastagens, vegetação natural secundária e áreas alagadas. Neste mapa estão também contidos as vias urbanas presentes no entorno da APA, de forma a demonstrar a pressão urbana presente no local.

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2.2.3 Análise de conflitos Nesta etapa os resultados obtidos nas anteriores serão sobrepostos de forma a facilitar o cotejamento das ações territoriais com as áreas que deveriam ser preservadas por lei, de forma a identificar as áreas de maior inadequação da ação antrópica. Ou seja, serão cruzadas as bases de dados obtidas a partir dos mapas temáticos correspondentes às três classes de APP's presentes no local de estudo com a base de dados do uso do solo local. Este mapa temático, denominado “Cotejamento entre Uso do Solo e Áreas de Proteção Permanente na área da APA Mestre Álvaro, Serra, ES”, servirá de base de apoio a decisões. De acordo com Silva e Zaidan (2007) a partir das classes registradas neste tipo de mapa avaliativo, poderão ser definidas as unidades e normas de manejo ambiental, o que poderá contribuir significativamente na elaboração ou na atualização do plano diretor do município em questão, no que tange a esta área de conservação. Apresentação, análise e discussão dos resultados Prossegue então a apresentação dos mapas confeccionados.

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Mapa do perfil topográfico:

Figura 3: Mapa de Perl Topográco referente ao Maciço Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores.

Mapa de delimitação das APP's ao longo dos cursos d’água:

Figura 4: Mapa de delimitação de APPs ao longo de cursos d’água da APA Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores. 127


Mapa de delimitação das APP's em vertentes:

Figura 5: Mapa de delimitação de APPs em vertentes do Maciço Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores.

Mapa de delimitação de APP's em topos de morro:

Figura 6: Mapa de delimitação de APPs em topos de morro do maciço Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores. 128


Mapa do uso do solo:

Figura 7: Mapa do uso do solo correspondente à APA Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores.

Mapa de cotejamento do uso do solo com as APP's:

Figura 8: Mapa de Cotejamento do uso do solo com as APPs referentes à APA Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores. 129


A partir do mapa denominado “Cotejamento entre Uso do Solo e Áreas de Proteção Permanente na área da APA Mestre Álvaro, Serra, ES”, mapa que agrega os resultados anteriores, podendo então ser considerado um resultado final, foi possível identificar a localização dos tipos de infrações legais associadas às áreas de proteção permanente. Para isso, primeiramente mensurou-se a área total correspondente a cada classe de uso do solo presentes no local de estudo. O resultado é demonstrado abaixo na forma de tabela e gráfico: Tabela 1: Expressões territoriais em km² e % das classes de uso do solo referentes à APA Mestre Álvaro: Classes de uso do solo

Área em km²

Aoramento / Solo Exposto

Área em porcentagem

0,9552

3,7

Floresta Natural Primária ou Secundária Avançada ou Média

12,2651

48,4

Pastagens Vegetação Natural Secundária Áreas Alagadas Total

10,2128 0,3614 1,5677 25,3622

40,3 1,4 6,2 100

Fonte: Elaboração dos autores.

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Figura 9: Percentual gráco das classes de uso do solo pertencentes à APA Mestre Álvaro. Fonte: Elaboração dos autores.

É fácil inferir a partir desses dados que grande parte da área de estudo encontra-se bem preservada, já que 48,4% da área total constituem-se de “floresta natural primária ou secundária avançada ou média”. Contudo, outra grande parcela é constituída de “pastagens”, classe predominante em 40,3 % da área total. Esta observação tornou-se bastante preocupante quando na análise deste mesmo mapa se notou que tal área de pastagem está bastante próxima dos núcleos urbanos, e em alguns locais as vias urbanas já invadem esta área de proteção. Isso porque a expressiva participação dessa classe na composição da paisagem demonstra o intenso processo de antropização a que a área tem sido submetida, o que não ocorre na vertente oposta, onde a pressão urbana é pouco significativa. Além disso, apenas as classes pertencentes a este sistema antrópico caracterizam conflitos de uso na área, resultantes da inter131


venção humana. As encostas com declividade superior a 45º e os topos de morros encontram-se bem preservados, sendo os cursos d’água os mais atingidos pela ação humana. Então, admiti-se que nesta área de pastagem se faz necessário maior acompanhamento por parte dos órgãos fiscalizadores, pois no perímetro urbano as APP's, em função do processo de uso e ocupação do solo, sejam residenciais, industrial, etc., ao longo do tempo são descaracterizadas por supressão de vegetação, por aterros e, principalmente, por ocupações irregulares, que tendem a apresentar quadros, na maioria das vezes, irreversíveis.

3 Conclusões O presente estudo objetivou elaborar um mapa que correlacionasse o uso do solo com a ocorrência de conflitos com a legislação de APP na APA Mestre Álvaro, de acordo com o Artigo 3º da Resolução CONAMA (Lei n.º 303 de 20 de março de 2002) e valendo-se de técnicas relacionadas aos Sistemas de Informação Geográficas (SIGs). Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que: A adoção do SIG permitiu a identificação automática das APP's e identificação de conflito de uso das classes presentes na área de estudo. A área total da APA Mestre Álvaro é de 25,3622 km² , dos quais 48,4% por fragmentos florestais, 40,3% são cobertos por pastagem, 6,2% de áreas alagadas, 3,7% de afloramentos/solos expostos e apenas 1,4% de vegetação natural secundária. A metodologia de delimitação automática das APP's mostrou-se bastante eficiente, por produzir de maneira automática informações sobre as suas dimensões e distribuição espacial na paisagem. As áreas mais atingidas pelas infrações estão situadas ao longo de cursos d’águas localizados em áreas de pastagens, principalmente próximas às áreas urbanas, denotando a pressão urbana existente no local. 132


A identificação da localização das áreas de ocorrência de conflitos com a legislação de APP's, assim como das áreas que se apresentam bem preservadas, permitirá aos órgãos responsáveis pela fiscalização e manutenção local buscar meios eficientes que visem repreender os agressores e restabelecer as áreas culpadamente degradadas.

Referências bibliográficas ANTUNES, P. B. Curso de Direito Ambiental. São Paulo: Editora Renovar, 1990. 398 p. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE - CONAMA. 2002. Resoo lução Conama, n 303. Disponível em:< www.mma.conama.gov.br/conama> Acesso em 13/12/2008. FRANCO, M. A. R. Planejamento Ambiental para a Cidade Sustentável. 2ª Edição. São Paulo: Editora Annablume. FAPESP, 2001. 296 p. SANTOS, A.R. ArcGIS 9.1 total: aplicações para dados espaciais. Vitória: Fundagres, 2007. 226 p. SILVA, J.X.; ZAIDAN, R.T. (Org.). Geoprocessamento e Análise Ambiental: Aplicações. 2ª edição. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2007. 368 p. INSTITUTO ESTADUAL DE MEIO AMBIENTE – IEMA. Unidades de Conservação. Disponível em: Acesso em: 13/06/2008. SECRETARIA DE MEIO AMBIENTE – SEMMA – PREFEITURA MUNICIPAL DA SERRA. APA Estadual do Mestre Álvaro (Lei Estadual nº. 4.507/1991). Disponível em: Acesso em: 13/12/2008.

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I V

Aplicabilidade do geoprocessamento no cemitério central da cidade de Marau/RS - Brasil

O L U T Í P A C

Fábio Remedi Trindade* Alcindo Neckel ** Felipe Pesini ***

Introdução A cada dia, novas tecnologias tornam-se instrumentos indispensáveis, pois possibilitam a especialização das informações, maior acessibilidade ao conhecimento, alta velocidade de obtenção de dados e o processamento dos dados necessários para análise com o uso do geoprocessamento (VEIGA, 2003). Gestor Ambiental. Especialista em Gestão Ambiental com diversos reconhecimentos da área ambiental. [email protected] ** Geógrafo, Gestor Ambiental. Professor do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. Doutorando do Programa de Pós Graduação em Geograa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. alcindo [email protected] *** Acadêmico do Curso de Agronomia do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, campus Sertão, RS. [email protected] *


O termo geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que se utiliza de técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento de informações geográficas. Trata-se do conjunto de todas as ciências, técnicas e tecnologias utilizadas para a aquisição, o armazenamento, o gerenciamento, a manipulação, o processamento, a exibição, a documentação e a disponibilização de informações espaciais. O uso automatizado dessas informações está vinculado a um determinado lugar, seja por meio de simples endereços, seja por coordenadas geográficas. Assim, consiste na representação espacial de um objeto em um determinado lugar no espaço. Neste caso, o cemitério central do município de Marau, no Estado do Rio Grande do Sul. Os cemitérios, antigamente, eram a solução para a guarda e a visitação de corpos humanos após o seu falecimento. Atualmente, diante do grande crescimento demográfico, observa-se a falta de locais e de planejamento para sua armazenagem. Além disso, cada vez mais há necessidade de pensar-se a manutenção e a aquisição de hábitos para um forte e rígido controle de saneamento ambiental, necessários para sejam reduzidos os riscos de contaminação do meio ambiente (PACHECO, 1986). O presente capítulo propõe-se a analisar dados captados com a utilização do geoprocessamento no cemitério central do município de Marau, tendo em vista a importância do tema para o planejamento municipal. A utilização dessa tecnologia e seus aplicativos permite coletar, armazenar, recuperar, transformar e representar visual e graficamente as informações, além de usar a estatística para tomada de decisões, tudo isso a partir de uma base de dados do georreferenciamento. Assim, foram analisadas as características do cemitério central, no que diz respeito aos aspectos histórico, físico, químico e biológico, para, com base nos estudos bibliográficos, proceder à sua apresentação individual e demonstrar, de modo geral, a situação atual quanto

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a riscos já existentes ou futuros para o ambiente e a saúde pública, em caso de aumento populacional. As informações expostas neste capítulo poderão ser de fundamental importância para o município de Marau/RS, pois relata a atual situação ambiental do cemitério central que, a partir do conhecimento pelo Conselho e pelo Departamento de Meio Ambiente do município, permitirão a tomada de providências e o desenvolvimento de um Plano de Saneamento Ambiental. Essas medidas futuras, caso sejam postas em prática, poderão evitar riscos de contaminação para a população. Futuramente, algumas atitudes poderiam reduzir custos com a medicina curativa e evitar suspeitas de contaminação por necrochorume,o que acarretaria sérios problemas de saneamento ao Poder Público Municipal. Nesse sentido, atenderiam àquilo que fora determinado pela Resolução CONAMA n. 335/03, que impõe que os cemitérios deveriam estar de acordo comas normas ambientais até o dia 31 de dezembro de 2010. Este trabalho poderá servir de piloto para o estudo da situação dos cemitérios de outros municípios, colocando-se como sugestão para a análise dos riscos ambientais dispostos nesses locais, bem como para auxiliar no enquadramento às normas vigentes, tudo com a utilização das técnicas de geoprocessamento.

A importância do geoprocessamento de dados cemiteriais: matriz de desenvolvimento O geoprocessamento consiste na união de tecnologias para a coleta e o tratamento de informações espaciais, com um objetivo específico. Portanto, a execução do geoprocessamento implica desenvolvimento de sistemas específicos para cada aplicação. A esses sistemas de operacionalização das informações geográficos dá-se o nome de Sistemas de Informação Geográfica (SIG).

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Percebe-se, pela definição, que geoprocessamento não é uma atividade isolada dentro de uma ciência, pois implica o uso de um conjunto de tecnologias e é necessária para a localização espacial do objeto de estudo. Em razão disso é que essa ciência, normalmente, vem conjugada ao georreferenciamento. A tarefa de geoprocessar exige o uso simultâneo de um conjunto de tecnologias. Portanto, fez-se necessário criar um ambiente no qual essa integração fosse realizada de forma rápida e confiável. Daí o surgimento dos SIGs. A definição do SIG faz-se com o entendimento dos conceitos de informação geográfica e sistema de informação. A informação geográfica é obtida quando os dados sobre um determinado fenômeno físico ou social são armazenados com uma relação direta de localização em um ponto ou área da superfície terrestre (VEIGA, 2003). Já, o Sistema de Informação, segundo Medeiros e Tomas (1994), presta-se a organizar informações relacionadas de modo automático, ou não de formar um banco de dados, que pode estar relacionado a outros bancos, para produzir novas informações. Enfim, Sistema de Informação é o ambiente no qual se fazem entradas, armazenamentos, transformações e produção de novas informações. Por outro lado, tem-se que é muito importante a visualização de toda a malha de tarefas que cabe ao Poder Municipal dimensionar para que se possa entender sua complexidade e a necessidade de planejar os serviços, a infraestrutura, os equipamentos públicos e as atividades administrativas em geral. Nesse caso, os cemitérios poderiam tornar-se parte de um banco de dados georreferenciados e, posteriormente, geoprocessados, podendo mostrar, assim, diversas informações que venham a favorecer o planejamento urbano de cada município. Isso inclusive pode ser feito para a questão dos cemitérios, tanto no meio rural, quanto no urbano, pois, a maioria dos municípios não sabe quantos cemitérios possuem em sua divisão territorial.

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Esse planejamento visa a estabelecer a organização das tarefas da Prefeitura, a partir de metas preestabelecidas, aquelas que normalmente subsidiam a elaboração de Planos de Governo. Para a elaboração do Plano de Governo e para o planejamento das tarefas atinentes ao Poder Público Municipal, é fundamental a disponibilidade de um sistema de informações que dê segurança e parâmetros que permitam a tomada de decisões. Com isso, tem-se um controle maior sobre o que está sendo feito e o que necessita ser realizado, podendo-se economizar recursos humanos, financeiros e materiais, fazendo a relação setorial, isto é, fazendo com que determinadas ações possam repercutir em outras. O geoprocessamento de dados cemiterial torna-se indispensável ao planejamento municipal pelo fato de ele ser capaz de criar, fazer análises e também ajudar a definir a arrecadação de impostos para o município. Por sua vez, um cadastro técnico municipal é essencial para que outras aplicações de SIG possam existir, uma vez que ele representa o mapa básico necessário ao georreferenciamento de outras aplicações urbanas.

Metodologia A pesquisa teve como objeto de estudo o cemitério central do município de Marau, no Estado do Rio Grande do Sul, no Brasil. O referido município localiza-se na região norte do estado, conforme a Figura 1. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), o município conta atualmente com uma população total de 36.364 habitantes, residentes numa área de 649,30 km² (IBGE, 2012).

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Figura 1: Localização geográca do município de Marau/RS/Brasil. Fonte: Câmara Municipal de Marau (2013).

O município possui um total de 44 (quarenta e quatro cemitérios), sendo um em área urbana e 43 (quarenta e três em área rural), conforme pode ser visualizado na Figura 2. Desses quarenta e três, um se encontra em construção e um é particular.

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Figura 2. Localização dos cemitérios dentro do município de Marau/RS. Fonte: Adaptado de IBGE (2010).

Métodos e técnicas utilizados - Etapa I – Referencial teórico Nesta etapa, foram levantadas informações sobre a situação atual do cemitério na área urbana, junto ao Departamento de Meio Ambiente da Prefeitura Municipal, adquirindo dados e ferramentas necessários para a aplicação da pesquisa. Usaram-se, também, artigos científicos, livros, dissertações e teses. - Etapa II – Mapeamento do cemitério Os pontos de coleta foram georreferenciados para facilitar a localização e as buscas atualizadas de dados em sistemas de mapas interligados a satélites. Após esses dados terem sido coletados 140


nos pontos com uso do Sistema de Posicionamento Global (GPS), os mesmos serão inseridos em programas que permitirão o mapeamento dos locais, o que possibilita a exposição dos pontos georreferenciados, e a confecção de mapas de permitiram o posicionamento global. - Amostragem de solo As amostras de solos foram coletadas “in loco” no cemitério central. Para essa coleta de amostras, obedeceu-se o padrão de 20-40 cm, com mistura de cada um dos cinco pontos, num raio de 2 metros. Isso ocorreu em cada um dos cinco pontos amostrados. As leivas retiradas foram homogeneizadas individualmente para garantir a precisão da amostra de solo, conforme a EMBRAPA (2011) determina. Essa metodologia pode ser visualizada pela Figura 3. As amostras foram enviadas ao laboratório Pró-Ambiente, na cidade de Porto Alegre/RS, com o apoio financeiro do Conselho Municipal de Meio Ambiente.

Figura 3 - Representação de coleta e de um ponto de amostra. Fonte: Interpretado e adaptado de Fiorin (2007) e Embrapa (2011). 141


Foram escolhidos para amostragem 5 (cinco) locais conforme o relevo, selecionando os pontos de menor e de maior altitude do cemitério (Figura 4).

Figura 4 - Imagem de Satélite com os pontos de coleta. Fonte: Google Maps. Com a utilização dos programas Trackmaker e Google Earth Plus V5.

Cemitério Central O município de Marau possui um cemitério urbano, que se localiza na área central. Esse espaço estudado tenta adaptar-se ao crescimento populacional e possui, na atualidade, 740 gavetários, 608 túmulos, 99 covas e 554 capelas. O cemitério possui 2001 locais de sepultamento para as famílias, entre todos os tipos apurados, sendo que as capelas possuem uma média de seis gavetas por unidade. Tais gavetas não foram contabilizadas, pois as mesmas encontram-se à disposição de uma ou duas famílias e não há como realizar um levantamento das que se encontram ocupadas, tem em vista que muitas não possuem 142


identificação. Para uma maior precisão, dever-se-ia realizar pesquisa com cada família proprietária de cada capela; só assim esse dado seria extremamente preciso. Segundo o responsável pelas obras no cemitério central, ainda existe uma previsão de construção de mais trinta capelas nos próximos seis meses no local. Isso demonstra que existe uma preocupação com a demografia cemiterial na cidade de Marau, já que o município possui uma média de onze óbitos mensais, segundo dados medidos no período compreendido entre 1995 e 2010(OFÍCIO DO REGISTRO CIVIL E TABELIONATO DE NOTAS – TRENTIN DE MARAU/RS, 2012), conforme mostra a Figura 12.

Figura 5: Grande disparidade entre óbitos e nascimentos (aumento populacional). Fonte: Ofício do Registro Civil e Tabelionato de Notas – Trentin de Marau/RS (2012). Esse aumento populacional não é um dado tão agravante nos dias de hoje, mas a média de nascimentos no mesmo período é de 40 nascimentos por mês, o que resulta em um crescimento demográ143


fico de 28 habitantes ao mês. Isso, futuramente poder-se-á tornar um problema para a administração pública. Deve-se levar em conta, também, os emigrantes que se instalam, pois o município encontrase em fase de crescimento, devido ao grande número de empresas que ali se instalaram e, consequentemente, aos empregos oferecidos.

Constatou-se, também, a deficiência no controle de resíduos sólidos do cemitério, sendo necessária a montagem de um Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos (PGRS). Atualmente, não existem dias estabelecidos para o recolhimento de lixo no cemitério, ficando os resíduos acumulados no local, o que contraria a legislação brasileira (Lei n. 12.305/2010, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos). Essa situação, nos dias de chuva, poderia causar lixiviações, pois, conforme pode ser visto na Figura 6, os terrenos do cemitério têm um relevo em aclives e declives.

Figura 6: Representação da altitude e possível lixiviação de água. Fonte: Mapa gerado pelo programa Surfer10 – Surface Mapping System. 144


Análises de solo feitas no cemitério central Os resultados obtidos pelas análises laboratoriais evidenciam vários riscos de contaminação no cemitério em questão. Tais dados devem ser tomados como um incentivo para que essas pesquisas tenham continuidade em outros municípios do Brasil, colaborando, assim, com a preservação meio ambiente. Nessas análises, o que se repetiu para as quatro amostras, quais sejam: a= Carbono Orgânico; b= pH; c=Coliformes Totais; d=Bactérias Heterotróficas. 1) a: solos com teor de matéria orgânica expressiva (Figura 7). Nesse item, percebe-se, por meio do Mapa do Carbono, uma grande quantidade de matéria orgânica, o que resulta, na maioria das vezes, num fator altamente positivo quando tal matéria não estiver contaminada.

Figura 7: Nível de carbono orgânico representado nos 4 pontos do mapa. Fonte: Amostras coletadas. Software utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System. 145


2) b: valores de pH próximos à neutralidade (Figura 8). Esta situação não apresentou dados relevantes, pois, apesar de ter variado, a variação foi mínima, mantendo-se dentro da normalidade do potencial hidrogeniônico.

Figura 8: pH do solo referente aos 4 pontos amostrados. Fonte: Software Utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System.

3) c: intensa presença de bactérias, inclusive do gênero coliformes (Figura 9). Observa-se que no ponto 2, uma área de declive, houve uma grande disparidade em relação aos demais pontos de coleta.

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Figura 9: Coliformes totais representados no mapa. Fonte: Amostras coletadas. Software utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System.

4) d:a amostra apresentou contaminação de matéria orgânica e bacteriana. O ponto 4, que estava muito próximo dos fundos de túmulos, foi o que evidenciou uma notável contingência de bactérias heterotróficas. Isso representa uma exorbitante quantidade de matéria orgânica em um local que, na teoria, não apresentaria grandes taxas, caso se tratasse de um gramado comum sem demais alocações (Figura 10).

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Figura 10: Quantidade de bactérias heterotrócas. Fonte: Amostras coletadas. Software utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System.

A amostra apresentou contaminação de matéria orgânica e bacteriana (Figura 11), notando-se uma equivalência de DBO nos pontos 1, 2 e 4, onde foram verificados níveis de 2 mg/l. Já no ponto 3, esse nível de DBO ficou em 10 mg/l, havendo, portanto, uma maior demanda neste em relação aos demais pontos. Desse modo, concluise que há uma presença menor de microrganismos nesse local para consumir a matéria orgânica ali disposta.

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Figura 11: Demanda Bioquímica de Oxigênio. Fonte: Amostras coletadas. Software utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System.

Já na Figura 12 dispõe-se da menor DQO no ponto 3, que apresentou o maior número de bactérias heterotróficas. Nos demais pontos, nota-se uma menor DQO, o que não representa, porém, que possa haver, nesse ponto, menores níveis de contaminação.

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Figura 12: Demanda química de oxigênio. Fonte: Amostras coletadas. Software utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System.

Já para coliformes fecais, totais e bactérias heterotróficas, obteve-se o diagnóstico de intensa presença de bactérias o que se mostra normal para um ambiente cemiterial. Porém, existe a presença de bactérias do gênero coliformes, o que já faz com que se deva buscar prevenir essa situação quando houver o risco de coliformes fecais. Contudo, não se pode garantir que tais coliformes sejam provenientes de cadáveres, mas também de animais ou até mesmo transeuntes no interior do cemitério. Pode-se observar que o Ponto 1 apresentou ausência de coliformes; em contrapartida, os Pontos 2 e 4 apresentaram os maiores níveis de contaminação, sendo que se encontram em locais com maior altitude que os demais pontos

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analisados e esses resultados não são ocasionados por prováveis lixiviações (Figura 13).

Figura 13: Coliformes fecais representados no mapa. Fonte: Amostras coletadas. Software utilizado: Surfer 10 – Surface Mapping System.

Como conclusão da análise, entende-se que há contaminação das matérias orgânicas e contaminação bacteriana. Não ficou constatada uma relação de tais resultados com o relevo do local, já que o programa também faz esses cálculos matemáticos para se aproximar dessas probabilidades, como, por exemplo, o acúmulo de matéria orgânica, que foi praticamente uniforme em todo o terreno.

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Conclusão A recuperação de solo analisado ainda é possível com biorremediação e/ou fitorremediação, o que seria uma solução a ser cogitada, caso viesse a ser constatada a contaminação. A fitorremediação, além de curar o solo, poderia trazer uma aparência mais agradável ao local, dependendo da vegetação que fosse utilizada, tornando o ambiente mais verde e mitigando o problema (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2004). Também é importante mencionar os grandes riscos que a percolação de contaminantes poderia causar às águas subterrâneas, o que seria passível de constatação mediante pesquisas mais específicas com a utilização do geoprocessamento. As várias obras de sepultamento também precisam receber maior cuidado, pois muitas se encontravam abertas no momento da pesquisa, o que se torna mais um fator negativo, tanto pela de falta de estética, quanto por questões gerais de saneamento. A arborização é outro fator de embelezamento que deveria ser estudado, para que fossem dispostas algumas espécies nativas no local, desde que acompanhadas por profissional da área técnica habilitada a isso. Devem ser seguidas as recomendações da Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler (FEPAM), que consiste no órgão licenciado do Estado do Rio Grande do Sul, contidas no Formulário de Informações para Licenciamento de Cemitérios (FILC), de Licença Prévia (LP) e Instalação (LI), que solicita a descrição geológica, hidrogeológica e testes de percolação no local do empreendimento. Uma medida, ainda que futura, para impedir esses riscos de contaminação, é evitar superpopulações em cemitérios, que funcionam como verdadeiros aterros sanitários classe I. Uma sugestão seria a cremação ou a instalação de cemitérios verticais com os devidos tratamentos para os resíduos dos cadáveres. 152


Referências BRASIL. Constituição (1988). Constituição da República Federativa do Brasil . Brasília, DF: Senado, 1988. _______. Lei nº 10.257 de 2001. Regulamenta os Arts 182 e 183 da Constituição Federal. Disponível em:. Acesso em: 20 de mar. 2012. _______. Lei nº 6.938 de 1981. Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente. Disponível em: . Acesso em: 20 maio 2012. ______. MMA. Conama. Presidência da República. Lei 12.305 de 2010. Política Nacional de Resíduos Sólidos. Disponível em: . Acesso em: 10 de ago2012. CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 335, de 2003. Diário Oficial da República, Brasília, DF, 2003. _______. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 368, de 2006. Diário Oficial da República Federativa do Brasil , Brasília, DF, nº 61, de 29 de março de 2006, Seção 1, p. 149-150. _______. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 402, de 2008. Diário Oficial da República Federativa do Brasil , Brasília, DF, nº 224, de 18 de novembro de 2008, p. 66. CÂMARA MUNICIPAL DE MARAU. Mapa do município de Marau, RS. 2013. Disponível em: . Acesso em: 28 abr. 2013. EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Ministério da Agricultura. Fertilidade do solo: procedimento para coleta de amostras. Laboratório de Fertilidade do Solo da Embrapa Clima Temperado. 2011. Disponível em: . Acesso em: 20 mar. 2012. FIORIN, Jackson E. Manejo e fertilidade do solo no sistema de plantio direto. Passo Fundo: Berthier, 2007. 184 p. GOLDEN SOFTWARE. Surfer version 10: surface mapping system . Colorado, USA: Golden Software, 2011. CD Rom. IMAGENS DO GOOGLE EARTH. Fotos Disponíveis no Google Earth. 2012. Disponível em < http://earth.google.com/>. Acesso: em: 10 abr. 2012. IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Dados de 2012. Disponível em: . Acesso em: 13 set. 2012. 153

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