ANÁLISE DA DINÂMICA DA COBERTURA VEGETAL URBANA NA ILHA DE CARATATEUA, DISTRITO DE BELÉM-PA, UTILIZANDO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO POR DIFERENÇA NORMALIZADA PARA OS ANOS DE 1984 E 2008.
Autor: Leonardo Sousa dos Santos | Publicado: 2014-07-22T06:17:00-07:00



XXVI Congresso Brasileiro de CartografiaV Congresso Brasileiro de GeoprocessamentoXXV Exposicarta

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http://www.cartografia.org.br/cbc/trabalhos/4/506/CT04-77_1401508284.pdf

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Leonardo Sousa dos Santos1


Orleno Marques da Silva Junior²


Tiago Gomes de Sousa³


¹Universiade Federal Rural da
Amazônia

leonardocbmpa@yahoo.com.br


²Universidade
Federal do Rio de Janeiro


orleno@ppe.ufrj.br

³Universiade Federal Rural da
Amazônia


teatiago@yahoo.com.br




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RESUMO




A
desorganização do uso solo dá origem a áreas urbanas com pouca ou nenhuma
infraestrutura urbana, o que acaba por destruir áreas verdes e rios, além de
provocar a saturação dos serviços públicos. Neste
contexto as imagens de sensoriamento remoto orbitais, através de diversas
metodologias, vêm sendo utilizadas para gerar estudos sobre planejamento urbano
com reduzido custos de análises. A cobertura vegetal urbana representa aspectos ecológicos como:
amenização climática, redução da poluição do ar, influencia direta no ciclo
hidrológico urbano, proteção do solo, amenização de ruídos, valorização
estética, entre outros. As pesquisas de mapeamento e
quantificação de área verde urbano vêm aumentando nas últimas décadas em
decorrência da rápida
urbanização, associada à inexistência de planejamentos. A metodologia de trabalho compreende o mapeamento da cobertura vegetal, observando-se as áreas de perda de vegetação
para os anos de 1984 e 2008, através do Índice
de Vegetação por Diferença Normalizada, acrônimo NDVI, do recorte
espacial os limites Político-Administrativos da na Ilha de Caratateua, Distrito
de Belém-PA. A Ilha, distrito
administrativo do município de Belém, possui cerca de 80.000
habitantes, distribuídas em 4 bairros, distantes cerca de 30 km do centro de
Belém. Caratateua é uma região balneária muito procurada, em especial devido a
proximidade com a Capital, por pessoas que vão lá em busca das praias de água
doce. O crescimento urbano ocorrido no
município de Belém acarretou substancialmente uma expansão da ocupação na ilha
de Caratateua, fato esse intensificado
a partir da construção da ponte Enéas Martins.
A ocupação também esta associado ao crescimento dos conjuntos habitacionais
populares, impulsionados, principalmente, pelo Governo Federal e financiados
pelo antigo Banco Nacional da Habitação (BNH). Outras características do
crescimento da área urbana de Caratateua é a especulação imobiliária que
impulsiona a população mais pobre para áreas mais suscetível a impactos ambientais, como por exemplo,
áreas de mangues e nascentes de rios. Com a
metodologia empregada pode-se observar,
avaliar e quantificar perda de vegetação, objetivando o melhor gerenciamento e
planejamento do meio ambiente, o qual pode contribuir para a melhoria da
qualidade de vida das pessoas residentes na ilha e na estabilidade do
ecossistema.

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1. INTRODUÇÃO





A cobertura vegetal urbana representa
aspectos ecológicos como: amenização climática, redução da poluição do ar,
influencia direta no ciclo hidrológico urbano, proteção do solo, amenização de
ruídos, valorização estética, entre outros (SILVA, 2007). Assim, atualmente a
arborização de urbana deve satisfazer vários requisitos como: estético, ambiental,
social e econômico.





De acordo com Rodrigues (2007), a vegetação
urbana revela aspectos da qualidade ambiental,
podendo indicar a qualidade de vida da população que vive nesses espaços e
ainda desempenha importante papel na manutenção ecológica, na saúde mental dos
habitantes e nas funções sócio-educativas. 





As pesquisas de mapeamento e quantificação de área verde urbano vêm
aumentando, nas últimas décadas, em decorrência da urbanização intensa e
caótica instalada nas regiões a partir da década de 70. Rodrigues (2007), afirma
que a fragmentação da cobertura vegetal em áreas urbana, e principalmente em
vias públicas, é resultado direto do crescimento das cidades, que devido à
necessidade de espaço acabam sendo suprimida, substituída ou restringida por
vias para circulação de veículos, instalação de empresas e edificações
residenciais.





Neste contexto, a rápida urbanização,
associada à inexistência de planejamentos e crises econômicas, provoca total
desorganização no uso do solo, o que dá origem a áreas urbanas sem nenhuma
infraestrutura, que acabam por destruir áreas verdes e rios, além de provocar a
saturação dos serviços públicos.





Partindo destas premissas, o uso do sensoriamento remoto com base na
análise de imagens são uns dos meios que se dispõem para estudo das mudanças em
área de arborização urbana, ou seja, nas últimas duas décadas as imagens de
sensoriamento remoto orbitais, através de diversas metodologias, vêm sendo utilizadas
para gerar estudos sobre monitoramento da vegetação urbana com reduzido custos
de análises.





Ou seja, os avanços tecnológicos de
sensores remotos permitem analisar, através de imagem de satélites, a
distribuição e modificações da cobertura vegetal em diversas épocas,
possibilitando o monitoramento das áreas vegetadas.





Uma das principais metodologias é o Índice de Vegetação por Diferença
Normalizada, acrônimo NDVI em inglês, que se destaca em estudos sobre cobertura
vegetal verde, podendo ser aplicada como, por exemplo, detectar áreas de perda
e ganho de vegetação, estimativas de biomassa entre outros (COSTA, 2013).





Assim, o objetivo deste estudo é realizar
uma análise da dinâmica da perda de cobertura vegetal da Ilha de Caratateua por
meio de NDVI, observando-se as áreas de perda de vegetação para os anos de 1984
e 2008.





&nbsp;


.1 Área de Estudo





A Ilha de Caratateua, Ilha das Barreiras ou Ilha de Outeiro “Fig.1” como
é popularmente conhecida, é um distrito pertencente ao município de Belém-Pa,
situado entre as latitudes 1º 12’ e 1º 17’S, e entre as longitudes de 48º25’ e
48º29’ W GR, compondo a região norte do município de Belém do Pará.

&nbsp;



Fig. 1 – Localização da área de estudo,
Ilha de Caratateua, ao norte do município de Belém.


Fonte: Autor.





A Ilha, distrito administrativo do
município de Belém, possui cerca de 80.000 habitantes, distribuídas em 4
bairros, distante cerca de 25 km do centro de Belém. Caratateua é uma região
balneária muito procurada, em especial devido a proximidade com a Capital, por
pessoas que vão lá em busca de suas sete praias de água doce.





&nbsp;

1.2. Apropriação
Social da Ilha de Caratateua





Ocupada desde os tempos
memoriais por populações indígenas e mais recentemente por populações
tradicionais isoladas e consideradas perigosas a Ilha da Caratateua recebe
durante muito tempo o tratamento de periferias e reserva de terras urbanas.





O crescimento urbano ocorrido
no município de Belém acarretou substancialmente uma expansão na ilha de
Caratateua, fato esse intensificado
a partir da construção da ponte Enéas Martins em 1986 (SILVA 1995).





A partir da década de 1960 e
1970, o crescimento urbano em Belém se vinculou à abertura das rodovias para a
integração com o resto do país – processo observado a partir da implantação do
Programa de Integração Nacional (PIN), que visava a integração dos Estados
brasileiros por meio de rodovias. No caso da Região Norte, em especial o Estado
do Pará, o programa proporcionou a abertura da Rodovia Belém-Brasília e outras
vias estruturais que atingiram o interior do Estado e as cidades periféricas à
cidade de Belém, dentre elas as Rodovias BR 316 e Augusto Montenegro. 





As estruturas estabelecidas
pelas mesmas foram definidoras de um novo processo de crescimento para essas
áreas, associadas a uma grande ocupação urbana por conjuntos habitacionais
populares, impulsionados, principalmente, pelo Governo Federal e financiados
pelo antigo Banco Nacional da Habitação (BNH). 





Dentro desse contexto, a
Rodovia Augusto Montenegro foi definida como o principal vetor de crescimento
urbano horizontal da cidade. Tendo em vista que a Rodovia representa o único
acesso rodoviário à Ilha de Caratateua, podemos, facilmente, relacionar a
expansão urbana que ocorreu nos arredores da Rodovia à expansão que ocorre
posteriormente na Ilha.





Outros fatores que concorrem
para o crescimento exponencial da área urbana, da ilha em um curto espaço de
tempo, referem-se a: condições físicas e estruturais da periferia de Belém,
caracterizada por áreas alagadas; valorização do solo e/ou a especulação
imobiliária no centro da cidade; impulsionando a população a se afastar para
áreas mais distantes, onde o solo enquanto reserva de valor ainda não atingiu
cifras incompatíveis com as camadas sociais menos aquinhoadas economicamente
(FELIPPE, 2005).





Segundo Fantin apud Campos Filho (2007), a especulação
mobiliária é definida como:&nbsp;





Uma forma pela qual os
proprietários da terra recebem uma renda transferida dos outros setores
produtivos da economia, especialmente através de investimentos públicos, de infraestrutura
e de serviços urbanos, que são os meios coletivos de produção e consumo em
nível do espaço urbano.&nbsp;





Ainda segundo o autor, a
especulação resulta em uma cidade caótica, com sérios problemas referentes à
ausência de saneamento básico, escola, transporte coletivo, violência,
desemprego, segregação urbana, concentração fundiária, favelização e degradação
ambiental.





Silva (1995), ao analisar do
processo de urbanização de Belém, mostra que em virtude de seu intenso
inchamento demográfico, principalmente entre as décadas de 1980 e 1990, houve mudanças
também na produção do uso do solo na Ilha de Caratateua tendo como principal
consequência à perda de vegetação primária.





A ocupação
de início foi liderada por famílias em geral de classe baixa, todavia, hoje a
ocupação é resultado direto do crescimento do
sítio urbano com as construções de habitações em área insalubres, forte presença da especulação imobiliária
com a consequente expansão dos condomínios e extração
de minerais de uso imediato na construção civil.





A
população na década de 1970 era de cerca de 1.000 pessoas, aproximadamente, e
após a construção da ponte foi incrementada neste processo, somando, em 1991, mais
de 15.500 pessoas em número absoluto (MEDEIROS, 1971).





A ilha de Caratateua, na virada
da década de 1980 para 1990 obteve um crescimento de 125% (FELIPPE, 2005), ou
seja, neste período grande áreas foram desmatadas para o loteamento urbano. 





Aliado a ocupação desordenada
da ilha houve o aumentando o nível de impactos ambientais, como desmatamento da
vegetação de terra firme, ocupação dos leitos de igarapés e de unidade de
relevo de praia, ocupação de falésias, extração mineral, entre outros (SANTOS,
2009).

&nbsp;





3. METODOLOGIA&nbsp;





Para o cálculo do NDVI, foram
utilizadas cenas do sensor Thematic Map (TM) do satélite LANDSAT 5. As cenas
foram adquiridas gratuitamente no site o Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE).





Como a metodologia envolve a
comparação do NDVI em duas épocas distintas utilizaram-se cenas de
sensoriamento remoto de mesmas épocas a fim de mitigar as variações sazonais.





Para o
cálculo do NDVI, foram utilizadas cenas do sensor sensores Landsat Thematic Mapper ETM+ (Enhancend
Thematic Mapper Plus) previamente obtidas no site do Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais – INPE. Utilizaram-se as bandas 3 (0,63µm – 0,69µm) e 4
(0,76µm – 0,90µm), órbita-ponto 223-062, dos anos 1984 e 2008.





Utilizou-se os seguintes
procedimentos estatísticos: (1) calcular o NDVI de duas épocas sem correção
radiométrica; (2) realizar a diferença temporal de NDVI sobre as imagens; (3)
Calculo da Área de Perda de
Vegetação; (4) Reclassificação e (5) Conversão (Raster – Vetor). 





O cálculo do NDVI ocorreu sem
correção radiométrica, pois segundo Costa (2013), pode-se trabalhar com os
valores dos pixels da imagem obtida, porque, estatisticamente os resultados não
apresentam imprecisões significativas.





A metodologia de trabalho
compreendeu o mapeamento da cobertura vegetal tendo como principal recorte
espacial os limites político-administrativos da na Ilha de Caratateua, Distrito
de Belém-PA, através de dados espaciais e
levantamentos bibliográficos.





Para
manipulação, tratamento, álgebra de mapas, organização e quantificação dos
dados georeferenciados optou-se pelo software
Quantum Gis 1.8, versão Lisboa, licenciado pela General Public License (GNU), conforme o diagrama de trabalho simplificado abaixo, “Fig. 2”.
O Quantum Gis, permitiu especializar, analisar e diagnosticar a informação
relativa a dinâmica da Cobertura Vegetal Urbana na Ilha de Caratateua, Distrito de Belém-Pa.

&nbsp;



Fig. 2 – Diagrama metodológico. Fonte:
Autor





&nbsp;4. RESULTADOS





4.1
Calculo da Diferença das Respostas Espectrais





Para gerar o NDVI, utilizaram-se
as bandas 3 e 4, sendo respectivamente nas faixas espectrais do vermelho e do
infravermelho próximo, Conforme “Fig. 3 e 4”. Na faixa do vermelho a clorofila
absorve a energia solar ocasionando uma baixa reflectância, enquanto na faixa
do infravermelho próximo, tanto a morfologia interna das folhas quanto a
estrutura da vegetação ocasionam uma alta reflectância da energia solar
incidente (Medeiros, 2013). Portando, quanto
maior o contraste, maior o vigor da vegetação na área imageada.

&nbsp;



Fig. 3 - Imagens Landsat-5/TM de 27 de julho de 1984 (INPE),
orbita/ponto 223/061, nas bandas 3 (0,63µm – 0,69µm), vermelho e 4 (0,76µm –
0,90µm), espectro infravermelho próximo. Fonte: Autor.

&nbsp;



Fig. 4 - Imagens Landsat-5/TM de 13 de julho de 2008, orbita/ponto
223/061, nas bandas 3 (0,63µm – 0,69µm), vermelho e 4 (0,76µm – 0,90µm),
espectro infravermelho próximo. Fonte: Autor.





&nbsp;O NDVI apresenta resultados significativos
na detecção de mudanças na cobertura vegetal verde, como desmatamento e
queimadas. Neste contexto o Índice varia de -1 a 1 e é calculado a partir dos
valores de reflectância de imagens de satélite referentes ao espectro do
vermelho e infravermelho próximo utilizando a fórmula (1):





rivp = valor da reflectância no espectro da banda do
infravermelho próximo.



Vr = valor da reflectância no espectro da banda do
vermelho.



&nbsp;

&nbsp;

Os níveis de cinza da imagem NDVI
apresentada na “Fig.5” encontram-se escalonados entre 0 e 225 (8 bits), o que
significa que a imagem apresenta diferentes níveis de cinza, os quais estão
relacionados aos valores de NDVI que variam entre -1 e +1. Assim de acordo
Ponzoni (2012), os tons de cinza mais claro estão relacionados aos valores mais
elevados de NDVI, enquanto os mais escuros, aos valores mais baixos. Observa-se
na “Fig. 5”, NDVI de 1984 e 2008, os tons de cinza claro que representavam as
formações vegetais com maior vigor ou densidade de cobertura
fotossinteticamente ativo.

&nbsp;



Fig. 5 – Calcular
o NDVI de duas épocas sem correção radiométrica. Fonte: Autor.





&nbsp;


Ou seja, os valores mais elevados estão
relacionados às áreas com maior quantidade de vegetação fotossinteticamente
ativa (área ocupada por vegetação de porte arbóreo), enquanto os mais escuros
representam as áreas com menor quantidade de vegetação.





&nbsp;4.2 Avaliando as Áreas de
Perda de Vegetação





Atendo-se exclusivamente à vegetação,
observamos na “Fig. 6” a diferença entre NDVI’s para os anos de 1984 e 2008. As
áreas com tonalidade escura na imagem representam as áreas com perda de vegetação
da Ilha de Caratateua entre os anos de 1984 e 2008.









Fig. 6 - Diferença
temporal de NDVI sobre as imagens. Fonte: Autor.





&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Realizou-se reclassificação dos valores
dos pixels para preparar os dados para conversão em formato vetorial e
quantificação da área de vegetação suprimida entre os anos de 1984 e 2008.





Depois de obtidos e interpretados, os
intervalos dos valores de pixels foram caracterizados, reclassificados em
números e agrupados em categorias, que expressam as condições da vegetação,
cujo valor está abaixo do equivalente à média subtraída do desvio padrão, ou
seja, os valores menores que – 0,212, aproximadamente (Média - Desvio padrão =
- 0,0028 – 0,21 = - 0,212).





Como resultado observa-se na Figura 6 que
parte do polígono de perda de vegetação (polígono vermelho) está concentrada a
área de expansão urbana, totalizando uma área de 52,95 Km² em 24 anos, ou seja,
2,20 Km² que representa 4% de vegetação suprimida por ano. Na análise da
vegetação suprimida por bairros, avaliou-se que o bairro São João do Outeiro com
57,31Km² teve 11,16Km² de perda de vegetação que representa 19% da área total
do bairro, “Fig.7”.







&nbsp;

Fig.7 – Área de vegetação suprimida
(vermelho) da ilha de Caratateua. Fonte: Autor.





&nbsp;

Do total da área de vegetação
suprimida obtida através da metodologia utilizada, 52,95Km², Figura 6, os
bairros da ilha de Caratateau foram responsável por 32,12Km² da vegetação
suprimida o que significa 60% do total de vegetação em 24 anos. Os 20,83Km²
referem-se ao restante da área da ilha de Caratateua fora dos limites dos
bairros, conforme “Fig. 8”.



&nbsp;

TABELA 1. ÁREA E PERCENTAGEM DA COBERTURA SUPRIMIDA
POR BAIRRO NA ILHA DE CARATATEUA ENTRE 1984 E 2008.



&nbsp;

O bairro Água Boa de acordo com valores
aferidos já perdeu 60% de sua vegetação que representa apenas 7% a menos que a
somatória das porcentagens da perda de vegetação dos bairros: Itaiteua, São
João do Outeiro e Brasília. A retirada da maior parte da
cobertura vegetal do bairro Água Boa, “Fig. 8”, segundo Felippe (2005), está
relacionado à atividade extração de materiais como areias, piçarra e argila.






&nbsp;

Fig. 8 – Área de vegetação suprimida (vermelho) nos bairros e fora
dos bairros da ilha de Caratateua. Fonte: Autor.





&nbsp;

5.
CONCLUSÃO





É necessário que a Ilha de
Caratateua passe por um planejamento ambiental, que possa avaliar os impactos
ambientais intensificados pela perda de vegetação, objetivando o melhor
gerenciamento do meio ambiente, o qual contribui para a melhoria da qualidade
de vida das pessoas residentes na ilha e na estabilidade do ecossistema, do
qual depende a sobrevivência humana.





A
vegetação primária encontradas na ilha de Caratateua, já se encontra quase
totalmente devastadas na área de expansão urbana em função desta área concentrar
a maior parte da terra firme permanecendo apenas pequena área de vegetação
secundária existente em quintais, pertencentes a casas, chácaras, fazendas e
outros.





Segundo Felippe (2005), a ilha de Caratateua
não recebeu um tratamento urbanístico adequado, mesmo sendo reconhecido
juridicamente a sua importância enquanto área de lazer, para a cidade, onde o
crescimento populacional da Ilha, bem como o seu potencial turístico, foi pouco
considerado, resultando provavelmente nos valores de vegetação suprimida.





Os
efeitos da ocupação
desordenada na área de estudo têm intensificado os processos erosivos em
algumas áreas litorâneas através da retirada da cobertura vegetal e ocupação
destas áreas por construções como: casa, bares, restaurantes e etc. Outro fator
que intensificou a retirada da vegetação primária refere-se à extração
indiscriminada de materiais como areias, piçarra e
argila.





&nbsp;

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS



&nbsp;

COSTA, P. F.;
SAPIENZA, J.
A. Avaliação da necessidade de correção radiométrica para comparação de
Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). &nbsp;Anais XVI Simpósio
Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18
de abril de 2013, INPE. Disponível em:
http://www.dsr.inpe.br/sbsr2013/files/p1632.pdf. Acesso em: 17 Dez 2013.





MAIA, F. Reflexões Sobre a Política de Gestão
Ambiental de Belém. O Desafio Político da Sustentabilidade Urbana. Gestão
Socioambiental de Belém. Maria Vasconcelos, Gilberto de Miranda Rocha e Evandro
Ladíslau. Belém-PA. Organizadores. NUMA/UFPA, EDUFPA, 2009.



&nbsp;

MEDEIROS, A. M.
de S. Aspectos geográficos da Ilha de
Caratateua. Belém: IDESP -Instituto de Desenvolvimento Econômico, Social e
Ambiental do Pará, 1971. (Série Monografias, 7).





RODRIGUES,
J. E.; LUZ, L. M. Mapeamento da cobertura vegetal da Área Central do
município de Belém PA, através de sensores remotos de base orbital (sensor TM,
LANDSAT 5 e sensor CCD, CBERS 2). Anais XIII Simpósio Brasileiro de
Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p.
1063-1070. Disponível em:
http://marte.sid.inpe.br/col/dpi.inpe.br/sbsr@80/2006/11.16.00.05/doc/1063-1070.pdf.
Acesso em: 17 Dez 2013.



&nbsp;

SANTOS,
V. C.; MORAES I. S.; CAMPO, F. C. Apropriação do Relevo: Exploração de
Minerais Empregados na Construção Civil na Ilha de Caratateua (Belém/Pa), 2007.
Disponível em:http://observatoriogeograficoamericalatina.org.mx/egal12/Procesosambientales/Usoderecursos/83.pdf.
Acesso em:&nbsp; 26 Dez 2013.





&nbsp;SILVA, A. S.;
OLIVEIRA, I. S.; MORAES, J. C. Dinâmica da Paisagem e Risco Ambiental na
Ilha de Caratateua, Distrito de Belém-Pa. Disponível em: http://www.revistageonorte.ufam.edu.br/attachments/009_DIN%C3%82MICA%20DA%20PAISAGEM%20E%20RISCO%20AMBIENTAL%20NA%20ILHA%20DE%20CARATATEUA,%20DISTRITO%20DE%20BEL%C3%89M-PA..pdf.
Acesso em: 26 Dez 2013.





FELIPPE, M. A. A Política Municipal de Educação nos Anos de 1990 na Ilha de
Caratateua/Belém-Pará. Dissertação apresentada para obtenção do Título de
Mestre em Educação. Universidade Federal do Pará. UFPA. Centro de Educação,
2005. Disponíveis em:
http://www.ppged.belemvirtual.com.br/arquivos/

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