uso do geoprocessamento no monitoramento da cobertura vegetal

EIXO II
(GEO)POLÍTICAS DO MEIO AMBIENTE, GESTÃO DOS RECURSOS E SUSTENTABILIDADES
USO DO GEOPROCESSAMENTO NO MONITORAMENTO DA COBERTURA
VEGETAL DA TERRA INDÍGENA DOS XAKRIABÁ, NO NORTE DO ESTADO
DE MINAS GERAIS
USE OF GIS IN MONITORING OF VEGETATION COVER OF INDIGENOUS LAND OF XAKRIABÁ
IN THE NORTH OF MINAS GERAIS
VALDEVINO JOSÉ DOS SANTOS JÚNIORi & FERNANDO HIAGO SOUZA FERNANDESii
Instituto Educacional Santo Agostinho
[email protected], [email protected]
RESUMO. A conversão de áreas preservadas para os usos antrópicos sem o devido planejamento e organização da
superfície terrestre tem provocado diversos impactos ao meio natural. Neste víeis, este trabalho tem como objetivo
utilizar as técnicas do geoprocessamento para o monitoramento da cobertura vegetal da terra indígena dos Xacriabá
no espaço-temporal de 10 anos, no norte do estado de Minas Gerais. Para tanto foi utilizado imagens gratuitas do
ano de 2004 e 2014 respectivamente dos satélites Landsat TM 5 e Landsat 8 OLI/TIRS sendo definidas quatro classes
para o mapeamento da superfície terrestre (água, pastagem, solo exposto e vegetação), por meio do classificador
supervisionado de máxima verossimilhança com limiar de aceitação de 99.9% para ambas as imagens. Foram utilizadas
imagens índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), também referente aos anos de 2004 e 2014 do produto
MOD13Q1 do sensor MODIS. Os resultados da classificação do mapeamento da superfície terrestre apontaram uma
perda de 1.696,27 ha (3,19%) de áreas preservadas, um aumento de 3% de áreas de pastagem e um acréscimo de
128,54 ha de solo exposto. Por meio do fatiamento dos valores do NDVI pode se perceber um decréscimo dos valores
do índice de vegetação entre o espaço-temporal analisado. Tais valores apresentados pela classificação supervisionada
e pelo índice de vegetação evidenciaram o aumento de áreas antropizadas, e um decréscimo de áreas vegetadas o que
contribui de forma negativa para a biodiversidade existente na região.
Palavras-chave. Uso e ocupação do solo, Terra indígena, Índice de vegetação.
ABSTRACT. The conversion of preserved areas for anthropogenic uses without proper planning and organization
of Earth’s surface has triggered several impacts to the natural environment. In this sense, this paper aims to use the
techniques of GIS for monitoring vegetation cover of the indigenous land of the spatiotemporal Xacriabá 10 years, in
the northern state of Minas Gerais. For this we used free images from 2004 and 2014 respectively from the Landsat
5 TM and Landsat 8 OLI / TIRS four classes for mapping the Earth’s surface (water, pasture, bare soil and vegetation)
being defined by the classifier maximum likelihood with acceptance threshold of 99.9% for both images. Pictures index
of normalized difference vegetation index (NDVI), also for the years 2004 and 2014 MOD13Q1 product of MODIS
were used. The classification results of the mapping of the earth’s surface showed a loss of 1696.27 ha (3.19%) of
preserved areas, an increase of 3% of pasture and an increase of 128.54 ha of exposed soil. Slicing through the values​​
of NDVI may notice a decrease in the values ​​of the vegetation index between the spatiotemporal analysis. Such values​​
presented by supervised classification and the vegetation index showed an increase in disturbed areas, and a decrease
of vegetated areas which contributes negatively to the existing biodiversity in the region.
Keywords. Use and land occupancy, Indigenous land, Vegetation index.
INTRODUÇÃO
O Decreto nº. 7.747 de 2012 instituiu a Política Nacional de Gestão Territorial e Ambiental
de Terras Indígenas – PNGATI, objetivando “garantir e promover a proteção, recuperação,
conservação e o uso sustentável dos recursos naturais das terras e territórios indígenas”; apoiar
o monitoramento das transformações nos ecossistemas de terras indígenas – TIs bem como
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Porto Alegre: Editora Letra1; Rio de Janeiro: REBRAGEO, 2014, p. 484-493. ISBN 978-85-63800-17-6
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promover a sustentabilidade ambiental em comunidades indígenas (BRASIL, 2012).
Uma forma de promover a sustentabilidade em TIs é por meio de uma análise do meio físico
para avaliação do uso e ocupação do solo, através do monitoramento de terras, para caracterizar e
identificar áreas sujeitas aos processos de degradação do solo (SALLES et al., 1998).
O uso de técnicas de geoprocessamento tem possibilitado a obtenção de informações relativas
ao meio físico, permitindo o monitoramento do uso e ocupação do solo, a análise do espaço na
forma dinâmica e a elaboração de mapas para apreciação de estudos ambientais (FUJACO, 2010).
Neste contexto, o presente estudo visa monitorar a cobertura vegetal das Terras Indígenas
(TIs) dos Xakriabá, no Norte do estado de Minas Gerais, por meio de técnicas de geoprocessamento,
entre os anos de 2004 e 2014.
INTERLOCUÇÃO TEÓRICO-CONCEITUAL
As terras indígenas
Diversas comunidades habitam o território nacional, acarretando em diferentes composições
sociais e culturais. Neste sentido, estão inseridas os grupos indígenas que com o passar dos anos
têm protagonizado inúmeros conflitos, onde se nota a falta de respeito, violência e a intolerância
(PACHECO, 2014).
Neste contexto, foram conferidas na Constituição Brasileira de 1988, no artigo 231, algumas
diretrizes territoriais visando os direitos dos povos indígenas, como por exemplo, os reconhecendo
pela organização social, cultural e linguística, e os direitos originários sobre as terras tradicionalmente
ocupadas; competindo à União a demarcação, com intuito de proteger e fazer respeitar todos os
bens em que nelas se encontram (BRASIL, 1988).
A Política Nacional de Gestão Territorial e Ambiental de Terras Indígenas - PNGATI apresenta
como objetivo principal a promoção e garantia da proteção, recuperação, conservação e também
o uso sustentável dos recursos naturais provenientes dos territórios indígenas. Esta política
visa integridade do patrimônio indígena, bem como a contínua melhoria da qualidade de vida
indígena, as boas condições de reprodução física e cultural das presentes e futuras gerações destas
comunidades, sempre respeitando seus direitos e forma autentica de gestão ambiental e territorial
de suas terras (SOUZA & ALMEIDA, 2012).
As terras tradicionalmente ocupadas referem-se às terras habitadas por índios de forma
permanente, sendo utilizadas em atividades produtivas. Quanto às terras indispensáveis à
preservação e conservação dos recursos naturais fundamentais ao bem-estar e às essenciais à
reprodução física e cultural, segundo quanto aos usos, tradições e costumes (SOUZA, 2012).
Geoprocessamento
O uso do geoprocessamento veio com a necessidade de monitorar, controlar, consultar, projetar,
ordenar, modelar, manejar, recuperar, avaliar e apresentar informações e dados georreferenciados do
território e garantir uma desenvolvimento sustentável das atividades antrópicas. Com o passar dos
anos, cada vez mais, diversos estudos tem apresentado o geoprocessamento como uma ferramenta
valiosa na investigação informações do território alvo de estudo (NUNES, 2013).
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As técnicas de Geoprocessamento em conjunto com o sensoriamento remoto são ferramentas
auxiliares na aquisição de dados e informações pertinentes ao meio físico e ao monitoramento da
dinâmica dos usos e ocupação das terras, conforme atestam os trabalhos de Moreira et al. (2013),
Nunes et al. (2013) e Salles et al. (1998).
METODOLOGIA
Área de estudo
As terras Xacriabá estão divididas em duas áreas, a primeira, localiza-se no município de São
João das Missões e Itacarambi. São nomeadas por Xacriabá e Xacriabá Rancharia (Figura 1). Estas
terras abrigam o maior grupo indígena de Minas Gerais (CAMPOS et al., 2006; FUNAI, 2014).
FIGURA 1 - Localização das terras indígenas Xakriabá no Norte de Minas Gerais
Os Xakriabá ocupam terras indígenas tradicionalmente ocupadas e registradas em Cartório
em nome da União e na Secretaria do Patrimônio da União (FUNAI, 2014).
As temperaturas médias encontradas a região variam entre 20,4 e 24,7 ºC e o período chuvoso
é entre os mês de novembro e fevereiro, com 227,0 mm no mês de dezembro. O clima peculiar
desta região, conforme Koppen é o Aw, por ser um clima tropical úmido de cerrado com estação
seca no inverno (SÁ JÚNIOR, 2009).
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Base metodológica
Para a base metodológica deste trabalho foi utilizado duas imagens digitais, uma do Landsat
TM 5 com as bandas 3, 4 e 5 datada de 06/07/2004 e outra do Landsat 8 OLI/TIRS com as bandas
4, 5 e 6 de passagem 07/07/2014, ambas de órbita 219 e ponto 070 disponíveis no catálogo de
imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e no site da National Aeronautics and
Space Administration (NASA), respectivamente.
O pré-processamento das imagens foi realizado no software ENVI 5.0 sob a licença do
Laboratório de Topografia e Geoprecessamento (LABGEO) das Faculdades de Ciência Exata e
Tecnológicas Santo Agostinho (FACET), onde se realizou a correção geométrica das imagens do
satélite Landsat a partir da imagem ortorretificada Gls-Landsat disponibilizada gratuitamente
no site do INPE, sendo preconizado um erro inferior a 0,5 pixel. Posteriormente as imagens
georreferenciadas foram classificadas por meio do classificador supervisionado de máxima
verossimilhança (MAXVER) com limiar de aceitação de 99.9%. Após a classificação do uso do solo
foi realizado o recorte espacial das terras indígenas e adquirido os valores corresponde às quatro
categorias determinadas (água, pastagem, solo exposto e vegetação).
Utilizou-se também o índice de vegetação NDVI com as respectivas bandas RED, NIR e MIR
do produto MOD13Q1, com critério de seleção próximo as datas das imagens do satélite Landsat
com as seguintes passagens, 11/07/2004 e 12/07/2014. As cenas foram então re-amostradas no
software Reprojection Tool do formato hdf para o formato Tiff e em seguida importadas para o
SPRING (Câmara et al., 1996), onde realizou-se o fatiamento do NDVI de 0,10 de forma a identificar
as mudanças da cobertura vegetal das TIs. Após os resultados da classificação supervisionada e do
fatiamento do NDVI estes dados foram então importados para o layout do Arc Map do software
Arc Gis 10.1 sob a licença do (LABGEO) – (FACET).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Apresentam-se nas Figuras 2 e 3 a classificação do uso e ocupação do solo das terras indígenas
dos Xacriabas no norte do estado de Minas Gerais, realizadas por meio do classificador supervisionado
de máxima verossimilhança (MAXVER), entre o espaço-temporal de 2004 e 2014.
De acordo com os resultados obtidos sobre a caracterização da superfície terrestre nas terras
indígenas para ambos os momentos analisados verificou-se um dinamismo mais intenso nas regiões
Leste e Nordeste entre as classes determinadas neste estudo. Nessas áreas é encontrada grande
parte das estradas presentes nas terras indígenas, que dão acesso as comunidades indígenas como,
Brejo do Mata-fome, Prata, Itacarambizinho, Césario, Defuntos entre outras. Segundo Fernandes
et al. (2014), as estradas e as proximidades das localidades tendem a caracterizar-se como vetores
de desmatamento, em virtude da facilidade do acesso e da busca de novas áreas para a subsídios
agropecuários.
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Figura 2 - Mapa de uso e ocupação do solo das terras indígenas dos Xacriabá no Norte de Minas para o
ano de 2004
Figura 3 - Mapa de uso e ocupação do solo das terras indígenas dos Xacriabás no Norte de Minas para
o ano de 2014
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Apesar das alterações visualizadas na paisagem entre os anos de 2004 e 2014 nas terras
indígenas (Figuras 2 e 3), vale frisar que a classe vegetação correspondeu a uma área superior a
68% de ambas as aldeias e momentos estudados. Em contrapartida ainda que presente em uma
área relativamente considerável a categoria vegetação sofreu uma redução da ordem de 1.696,27
ha, ou seja, 3,19% do território indígena foram convertidos para classes antrópicas. Os resultados
encontrados por áreas de pastagem e regiões de solo exposto evidenciaram esta situação, sendo
encontrado nas TIs um aumento de 3% de áreas de pasto com 1.033,5 ha (1,94%) na TI - Xacriabá
e 564 ha (1,06%) na TI - Xacriabá-Rancharia e um acréscimo de 53,53 (0,08) ha para a aldeia
Xacriabá e 74,98 ha (0,12%) para a categoria de solo exposto, totalizando 0,20%.
Tais resultados encontrados por este estudo são corrobados com os dados do Zoneamento
Ecológico Econômico do Estado de Minas Gerais (Figura 4) e com as análises de Toneli et al. (2009),
onde analisando as formações vegetais dos domínios fitogeográficos presentes nas unidades de
conservação do rio Peruaçu onde se localiza a TI Xacriabá é demonstrado que maioria do uso e
ocupação do solo é coberta por Savana Arborizada e Floresta Estacional Decidual com expressiva
ocorrência de pastagens.
Figura 4 - Fitofisionomias das terras indígenas Xacriabá e Xacriabá-Rancharia no Norte do Estado de
Minas Gerais
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De acordo Ponzoni e Shimabukuro (2007), os cálculos do NDVI para um dado pixel sempre
resultará em um número que varia -1 a +1. Valores positivos representam áreas com alto índice
de atividade fotossintética, valores próximos a zero são caracterizados como solo exposto e os
negativos representam as nuvens é os corpos d’água. Ainda segundo os autores para análises
temporais com o uso do NDVI deve-se ter o cuidado de adquirir as imagens em mesmas épocas
de forma a atenuar a variabilidade sazonal da região.
Por meio das Figuras 5 e 6 é possível verificar a distribuição espacial dos valores de NDVI
apresentados para o ano de 2004 e 2014 das terras indígenas do Xacriabá e Xacriabá-Rancharia
no Norte do Estado de Minas Gerais.
Figura 5 - Fatiamento do índice de vegetação (NDVI) para o ano de 2004 das terras indígenas Xacriabá
e Xacriabá-Rancharia no Norte do Estado de Minas Gerais
Analisando os resultados sobre o aspecto visual dos valores do índice de vegetação da diferença
normalizada é possível observar para o ano de 2004 (Figura 5), a presença de áreas com um maior
grau de preservação quando comparadas ao ano de 2014 (Figura 6). Observa-se ainda que essas
áreas encontram-se principalmente nas regiões Oeste e Noroeste das aldeias o que corroba com os
resultados do uso e ocupação do solo adquiridos por meio do classificador MAXVER (Figuras 2 e
3), e reforçado pelos dados da fitofisionomia do zoneamento do estado de Minas Gerais (Figura 4).
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Figura 6 - Fatiamento do índice de vegetação (NDVI) para o ano de 2014 das terras indígenas Xacriabá
e Xacriabá-Rancharia no Norte do Estado de Minas Gerais
Em se tratando das áreas com valores próximos a zero estas se concentram principalmente nas
regiões nordeste e leste das terras indígenas, entretanto pode se perceber uma redução acentuada
dos valores tendendo a +1, o que evidencia áreas com vegetação pouca arbustiva, baixa atividade
fotossintética e ate mesmo ausência de formas vegetais.
Estudos realizados por Carvalho Júnior et al. (2006) e Moreira et al. (2013), avaliando
a Floresta Estacional Decidual verificaram que este tipo de forma vegetacional apresenta um
comportamento característico da região, possuindo o maior valor dos índices de vegetação na
estação chuvosa e o menor valor na estação seca, assim pode se perceber que mesmo classificadas
por este estudo e presentes nos dados do zoneamento florestal do estado de Minas as áreas de
Mata Seca na região leste da aldeia Xacriabá e ao sul e sudoeste da Ti Xacriabá-Rancharia (Figuras
3 e 4) apresentaram valores baixos para o NDVI de 2004. Ainda que as imagens foram adquiridas
em datas próximas a região do Norte de Minas atualmente passa por uma seca prolongada o que
pode ter causado uma maior redução dos valores do índice de vegetação, quando comparados ao
ano de 2004.
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CONCLUSÃO
Com base nos objetivos propostos pelo trabalho, chegou-se as seguintes conclusões as
terras indígenas dos Xacriabás no Norte do Estado de Minas Gerais encontram-se relativamente
preservadas, apesar da segunda categoria presente em suas terras serem representadas por áreas
de pastagem.
As imagens do satélite Landsat TM 5 e Landsat 8 8 OLI/TIRS permitiram a identificação
e quantificação do uso e ocupação do solo, através do classificador supervisionado de máxima
verossimilhança (MAXVER), assim como o produto MOD13Q1 do sensor Modis possibilitou a
aquisição dos valores do índice de vegetação da diferença normalizada para o anos de 2004 e 2014
das terras indígenas dos Xacriabás.
Por meio do mapeamento das quatro classes determinadas para o uso e ocupação do solo das
terras indígenas e do índice de vegetação (NDVI) foi possível identificar as mudanças ocorridas
no espaço temporal de dez anos, e perceber uma relação do NDVI com a classificação realizada.
Os resultados da classificação do mapeamento da superfície terrestre apontaram uma perda
de 1.696,27 ha (3,19%) de áreas preservadas, um aumento de 3% de áreas de pastagem e um
acréscimo de 128,54 ha de solo exposto. Tais valores evidenciam a conversão de áreas preservadas
para áreas antropizadas, o que contribui de forma negativa para a biodiversidade existente na região.
Para uma melhor gestão é conservação dos recursos naturais nas terras indígenas do Xacriabás
recomenda-se que estudos posteriores sejam realizados incluindo, analises entre os períodos
chuvosos e secos utilizando o NDVI e que estudos utilizando-se da matriz de tabulação cruzada sejam
realizados de maneira a identificar as principais alterações sobre a superfície do solo mostrando
as variações líquidas entre categorias distintas e transferências de áreas de uma mesma entre dois
momentos distintos. Neste contexto, os órgãos públicos dispõem agora de informações essências
para um melhor gerenciamento do desenvolvimento sustentável das terras indígenas do Xacriabás
no Norte do Estado de Minas Gerais.
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