Autores

Mengatto Junior, E.A. (UNICAMP) ; Oliveira, R.C. (UNICAMP)

Resumo

O município de Ilha Comprida, no litoral sul do estado de São Paulo possui formação geológica natural datada do Quaternário, o que resulta em áreas reconhecidamente frágeis, devido ao curto período de consolidação de seus materiais. A ocupação humana nos litorais potencializa o surgimento de problemas ambientais, como a erosão costeira. O uso de geotecnologias possibilita melhores condições para o planejamento ambiental de maneira mais rápida e menos onerosa financeiramente. Neste trabalho, foram utilizadas imagens derivadas de diferentes fontes com o objetivo de avaliar os potenciais e dificuldades do uso destas (geo)tecnologias. Foram utilizadas imagens de fotografias aéreas, imagens de satélite e de drones. A decisão sobre o melhor produto a ser utilizado cabe ao interpretador, avaliando as condições e os resultados buscados a partir do planejamento de suas atividades.

Palavras chaves

avaliação; geoprocessamento; imagens digitais

Introdução

As áreas costeiras são definidas pela interação entre agentes terrestres, oceânicos e atmosféricos, e se configuram como as áreas de maior troca de matéria e energia no Sistema Terra (OLIVEIRA, 2009). Nesse sentido, o litoral Sul do estado de São Paulo é formado por áreas reconhecidamente frágeis, por sua formação geológica natural derivada em grande parte dos processos de sedimentação e erosão definidos nos últimos episódios do Quaternário. A aparente inconsolidação dos materiais que recobre a área conferem ao espaço diferentes níveis de fragilidades, sendo acrescidos o dinamismo de funcionamento desse sistema, quando associados a intervenção antrópica. O aumento da ocupação humana nos litorais potencializa o surgimento de problemas ambientais, como a erosão costeira. Esta é ocasionada pelo aumento do nível do mar, que por sua vez, é impulsionado pelas aceleradas mudanças climáticas (PBMC, 2016). De acordo com Souza (2009) estes fenômenos tendem a se intensificar nas próximas décadas, pois estas áreas têm sido ameaçadas por diversas intervenções antrópicas que aceleram o processo de degradação, que já seriam naturais ao ambiente, tendo relativas variações do nível do mar (TESSLER e GOYA, 2005). Para Muehe (1995), a preocupação com os ambientes costeiros é bastante recente no Brasil, sendo atual alvo de importantes pesquisas nacionais. Define ainda que, devido à complexidade ambiental decorrente do contato entre os limites das faixas continentais e os limites das faixas litorâneas, há um aumento da instabilidade de seus sistemas naturais a partir do avanço do processo de antropização destas regiões, aumentando-se também a intensidade dos impactos ambientais nestes sistemas e as situações de risco e vulnerabilidade socioambiental que afetam suas populações tradicionais (MUEHE, 1995). Assim, a gestão adequada das orlas brasileiras, torna-se um objetivo necessário para garantir estabilidade ecossistêmica destas áreas. Segundo Muhe (2001) a orla costeira, ou simplesmente orla, é a estreita faixa de contato da terra com o mar na qual a ação dos processos costeiros se faz sentir de forma mais acentuada e potencialmente mais crítica à medida que efeitos erosivos ou construcionais podem alterar sensivelmente a configuração da linha de costa. Representa também uma faixa na qual a degradação ambiental por destruição da vegetação e construção de edificações se torna extremamente evidentes por modificar, geralmente para pior, a estética da paisagem e até mesmo intervir no processo de transporte sedimentar, tanto eólico como marinho, provocando desequilíbrios no balanço sedimentar e consequentemente na estabilidade da linha de costa (MUHE, 2001. p. 36). O acompanhamento de parâmetros físicos como o avanço da linha de costa, torna-se necessário para o planejamento mais eficiente. Santos et al. (2011) define que a Linha de Costa é uma informação importante nos estudos de dinâmica costeira com diversas aplicações. Alguns exemplos são a identificação e mensuração de variações temporais, cálculo de área e volume de erosão, entre outros. Para Souza e Oliveira (2014), pesquisas relacionadas a mensuração da linha de costa somente tiveram maior uso recentemente, com os Sistemas de Informação Geográficas (SIG), a partir de diferentes procedimentos, com medidas diretas em fotografias aéreas ou medições periódicas em campo. O uso de imagens de fotografias aéreas, imagens de satélites e obtidas por veículos aéreos não tripulados (VANT) podem auxiliar à elaboração de diversos mapeamentos (geomorfológico, de uso e ocupação da terra, entre outros) e na tomada de decisões pelo poder público, com diferentes escalas de análise. Neste sentido, as geotecnologias possibilitam estudos que possam ser mais acessíveis financeiramente e de maneira mais ágil. O objetivo deste trabalho é explorar o uso de imagens derivadas de diferentes fontes de informação, avaliando o potencial e as principais dificuldades em relação ao uso desses produtos geotecnológicos.

Material e métodos

Localização da área de estudos Para o trabalho apresentado, a área caracterizada neste estudo é conhecida como Ponta Norte de Ilha Comprida, localizada no extremo nordeste do município em questão. Esta área compreende o litoral sul do Estado de São Paulo, ao qual está inserido o município de Ilha Comprida, que se separa do continente pelo mar de Cananéia a sudoeste e pelo Mar pequeno (ou de dentro), a Nordeste. Materiais e Métodos Para a elaboração do mapa de localização, foram utilizados dados municipais e estaduais obtidos do IBGE (2017), nas bases e referenciais. Foi utilizado ainda a base de dados do Arcgis, versão 10.5, para a localização das principais vias de acesso a Ponta Nordeste. Os mapas apresentados neste trabalho foram construídos a partir do mesmo SIG Arcgis, versão 10.5 Para a realização do trabalho, utilizou-se de diferentes fontes de informação a partir de imagens derivadas, sobretudo, de fotografias aéreas (a partir de imagens da década de 1973, 1981, 1991 e 2000); imagem aérea derivada do satélite alemão RapidEye (ano 2011), com resolução espacial de 5 metros e composição RGB cor natural, obtido gratuitamente do geocatálogo do Ministério do Meio Ambiente (MMA); e imagens derivadas de VANT, disponibilizadas pela prefeitura de Ilha Comprida, com resolução espacial de 5 centímetros (GSD) dos anos de 2012 e de 2015. As fotografias aéreas foram georreferenciadas a partir da base da imagem ortorretificada do satélite RapidEye e da imagem de VANT, a qual se utilizou de pontos de controle com estação total para o correto posicionamento do mosaico de imagens. Para o mapa demonstrativo da erosão costeira foram utilizadas fotografias tiradas pelo próprio autor em trabalho de campo realizado em Julho de 2017, bem como as imagens de drones do ano de 2015, mencionadas acima. O método de trabalho se baseou na interpretação das informações levantadas de maneira visual, distinguindo diferenças entre as fotografias, imagens de satélite e VANT. Foi selecionado determinada área comum a todas as imagens, com o objetivo de caracterizar as diferenças existentes entre os produtos utilizados.

Resultado e discussão

A justificativa para a escolha da área de estudo se dá devido aos processos naturais associados a dinâmica erosiva na área, que compõem parte do município de Ilha Comprida circundada entre o oceano Atlântico e o Mar Pequeno, tornando-se uma área de extrema vulnerabilidade. Trata-se de uma área posicionada em zona de erosão, onde os crescentes processos quando associados a evolução do uso e ocupação produzem cenários alarmantes de impactos a população que vive nesses espaços. A figura 1 apresenta a localização da área de estudos, demonstrando sua vulnerabilidade frente aos processos erosivos costeiros e fluviais devido ao dinâmico regime hídrico da área. A avaliação de informações e pesquisas de campo realizadas na área, promovem discussões acerca de fatores naturais, como a elevação do nível do mar, apontando que todo o município de Ilha Comprida se encontra em risco muito alto de erosão costeira. Assim, diversos estudos podem ser encontrados sobre o tema na área, como São Paulo (1994), Geobrás (1966) e Souza (2014), dentre outros. A intensificação dos processos erosivos frequentes associados a Ponta Nordeste tem ocasionado a perda de áreas e de maneira mais pontual, a perda de residências pela população local, tanto nas proximidades do Oceano Atlântico (erosão costeira) quanto do Mar Pequeno (erosão fluvial). Tais fatores justificam a necessidade de ampliação de estudos nesta complexa área. Para tanto, o uso de informações de sensoriamento remoto, apoiadas em instrumentos geotecnológicos como o SIG permitem a ampliação de informações que possam ser úteis ao planejamento ambiental e ordenamento territorial desta área. O momento atual, de aumento do uso de (geo)tecnologias avançadas como os sistemas remotos, amplia o leque de opções que podem ser usados para fins de planejamento. Entre estes produtos, as imagens derivadas de VANT (ou drone) estão entre as maiores novidades de utilização por instituições de pesquisas e universidades, além do próprio capital privado através de grandes corporações. Os resultados de estudos derivados do uso destas ferramentas, no entanto, devem ser criteriosos, devido a vasta quantidade de informações e produtos que podem ser explorados nesse campo. O uso das imagens para estes fins não é algo recente. Imagens derivadas de fotografias aéreas são utilizadas desde, pelo menos, a década de 1960, condicionadas aos avanços tecnológicos do período. Assim, o acompanhamento de linhas de costas ou mapeamentos geomorfológicos e de uso e ocupação da terra a partir de pares estereoscópicos já era possível desde essa época. A partir da década de 1980, o uso de imagens geoestacionárias derivadas de satélites passara a ser mais frequentemente utilizadas, devido a qualidade de seus produtos, com melhores desenvolvimentos da resolução espacial e principalmente da espectral. Isso porque o aumento do nível espectral permite melhor visualização e interpretação das informações presentes nas imagens, para fins de mapeamentos. Uma breve comparação entre os produtos derivados de imagens de fotografias aéreas pode ser exemplificada na figura 2, onde se torna nítido que a grande diferença de qualidade de visualização das fotografias, que são derivadas de períodos diferentes, entre as décadas de 1970, 1980, 1990 e 2000. A análise da figura 2 permite avaliar o nível de evolução dos produtos derivados de fotografias aéreas, desde a década de 1970 até o ano 2000. É nítido a maior facilidade de interpretação das informações contidas nas imagens mais recentes, considerando ainda que a evolução das câmeras fotográficas possibilitou mapeamentos com maiores acurácias, como por exemplo o acompanhamento da linha de costa, onde os produtos dos anos de 1990 e 2000 são mais facilmente mapeados por interpretação visual. Além disso, a distinção de características geomorfológicas torna-se mais facilmente mapeados. Em um exercício rápido de interpretação visual das fotografias aéreas de 1990 e 2000 é possível distinguir a planície marinha e os terraços, o que se torna uma condição mais difícil nas análises das fotografias aéreas das outras duas décadas anteriores. Assim, a evolução das condições de aquisição de imagens, bem como o desenvolvimento tecnológico acelerado dos períodos atuais, fornece melhores condições para os instrumentos utilizados para os mapeamentos. Na mesma condição, a avaliação da figura 3 demonstra diferentes produtos derivados de fotografia aérea (ano 2000), imagem derivado de satélite geoestacionário (rapideye 2011) e imagens derivadas de drones (2012 e 2015). A simples interpretação das informações contidas nas imagens demonstram visivelmente as nítidas diferenças de qualidade dos produtos. A tentativa de avaliação do avanço da linha de costa (onde são distinguidas as áreas secas de áreas úmidas) é mais facilmente caracterizada nas imagens de drones. A elaboração de mapas de uso e ocupação da terra também servem como exemplo didático na figura. Para a área selecionada neste trabalho, também é possível a avaliação da erosão costeira e fluvial por meio da análise das imagens, devido a sua qualidade de resolução espacial. Isso porque, uma tentativa de interpretação de maneira visual (sem auxílio de computadores para a classificação), é mais facilmente realizada com o auxílio das imagens de VANT do que de outras fontes. Outros fatores primordiais nesta discussão são relativos a velocidade de aquisição dos dados e sua periodicidade, além de seu custo financeiro. Isso porque, imagens de fotografas aéreas dependem de voos realizados em aeronaves, as quais são elaboradas a partir de planejamento de voo e que acabam por se tornar oneroso para os pesquisadores que pretendem utilizar destas informações. Tão ou mais custoso também são os dados derivados de imagens de satélites. Relativo a isso, sua aquisição possui periodicidade baixa e, portanto, tornam-se inviáveis seus usos a depender do objetivo de utilização. Neste sentido, o uso de imagens derivadas de drones possuem maior facilidade e custos menores. Isso porque sua periodicidade é definida pelo próprio usuário, por meio de planejamento de voos que contemplem o objetivo buscado. No entanto, a avaliação da escala de trabalho pretendida torna-se primordial no planejamento dos trabalhos e mapeamentos. Cabe destacar que a utilização de imagens de drones com elevada qualidade de resolução espacial incita a necessidade de uma quantidade grande de imagens que são “mosaicadas” para a construção da imagem final. Assim, o pré-processamento das informações se tornam morosos para a realização de mapeamentos com áreas muito grandes. Como exemplo, na imagem de 2015 da figura 3, foram necessários aproximadamente 24 “pedaços” para a formação da imagem final. A figura 4, por sua vez, apresenta exemplo da presença de erosão costeira na Ponta Norte do município com uso de imagens de drones (2015). A partir desta figura, é possível notar a destruição de casas e estabelecimentos comerciais de maneira intensa provocada pelo avanço das marés. Por fim, é claro destacar que para a interpretação visual de processos naturais ou mapeamentos derivados das imagens necessitam de experiência do interpretador. Assim, a escolha dos produtos deve ser analisada de forma criteriosa considerando as diversas condições discutidas aqui, entre outras informações que devam ser consideradas caso a caso.

Comparação de fotografias aéreas entre diferentes décadas. Fonte: Próprio Autor


Comparação entre imagens de fotografias aéreas, satélite e VANT. Fonte: próprio autor


Erosão Costeira na Ponta Norte de Ilha Comprida

Considerações Finais

A evolução tecnológica provê uma série de possibilidades aos usuários destas ferramentas de geotecnologias. Os uso de dados mais antigos como fotografias aéreas não devem ser descartados para o desenvolvimento de pesquisas. A utilização destes produtos muitas vezes foram os principais produtos encontrados para períodos pretéritos e podem auxiliar a interpretação de determinados fenômenos físicos que necessitam avaliar períodos temporais. Muitas vezes os usos destas imagens podem ser utilizados inclusive em período recente, a depender da escala de estudo e de mapeamento desejado. O uso adequado e bem planejado de imagens recentes derivadas de VANT permitem muitas vezes a realização de trabalhos menos custosos financeiramente e de maneira muito mais ágil, devido a sua periodicidade se comparada as fotografias aéreas e principalmente as imagens de satélites. Assim, os produtos derivados permitem uma condição melhorada para a realização de planejamentos e ordenamentos destas complexas áreas litorâneas, a depender da escala de trabalho almejada.

Agradecimentos

A prefeitura municipal de Ilha Comprida, que contribuiu com o NEAL fornecendo imagens tiradas por drones em 2015 de toda a extensão territorial da área de estudos. A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Instituto de Geociências da UNICAMP pela concessão da bolsa de estudo de doutorado.

Referências

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