Análise espaço-temporal dos Lençóis Maranhenses com o uso de imagens de satélite para o planejamento ambiental

Abstract

A evolução do sistema Terrestre sempre foi constante, apresentando períodos com instabilidade de grande, média ou pequena magnitude. A zona costeira é um ambiente que está na interface entre o continente e o oceano, na qual as dunas dessa região apresentam intenso dinamismo, o que torna imprescindível o seu constante monitoramento. A técnica de rotação radiométrica controlada por eixo de não mudança (RCEN) possibilita a análise multitemporal de uma paisagem através da avaliação dos padrões de resposta espectral de toda a imagem, sem a necessidade de correção dos efeitos atmosféricos. Os objetivos desta dissertação são analisar a dinâmica espaço-temporal do Parque Nacional dos Lençóis Maranhenses (PNLM) no período de 1984 a 2014, a partir da análise de imagens de satélite e avaliar a técnica RCEN para a identificação e monitoramento das alterações do parque. A área de estudo está localizada na região nordeste do Brasil, litoral oriental do estado do Maranhão, e tornou-se uma área de proteção ambiental por meio do Decreto Federal nº 86.060, de 02 de junho de 1981. Para as análises foram utilizadas imagens dos satélites Landsat 5 - Sensor TM e Landsat 8 - Sensor OLI para os períodos estudados. A borda limite do parque na parte interior do continente foi vetorizada a partir das imagens dos anos de 1984 e de 2014, para se avaliar o avanço e a retração das dunas. Foram elaborados mapas com o deslocamento dunário em um período de 30 anos sendo identificado um maior avanço em relação à retração em toda a área. A variação do comportamento espectral de pontos de monitoramento também foi avaliada, para identificar o período da ocorrência da mudança. A RCEN foi testada na borda interna limítrofe do parque, na qual foi determinado o ângulo de rotação dos eixos radiométricos, que é o principal parâmetro para a obtenção da imagem de detecção de mudanças. Foi possível a identificação das áreas de não mudança (90,67%) e a variação das dunas (5, 20%), vegetação (3,86%) e água (0,27%) em relação à área total. Identificou-se que a expansão das dunas, do litoral em direção ao interior do continente, ocorre no sentido nordeste - sudoeste, seguindo a circulação dos ventos alísios e que a vegetação ocupou os espaçamentos deixados pelas dunas ou pela água das lagoas. A RCEN foi eficaz ao traduzir as alterações na área analisada. Considerando o tipo de mudanças identificadas, entende-se que monitorar o deslocamento dunário no PNLM é relevante para o planejamento do parque, pois este representa um importante ecossistema da região, bem como é um considerável polo turístico para o Brasil.

The Earth system evolution has always been constant, presenting large, medium or small magnitude instability. The coastal zone is an environment that occurs at the interface between the continent and the ocean, where the dunes have an intense dynamic, requiring their constant monitoring. The radiometric rotation controlled by no change axis (RCEN) technique allow multi-temporal analysis of a landscape by evaluating the spectral response patterns of the entire image, without the need for correction of atmospheric effects. The aim of this study was to analyze the spatio-temporal dynamics of the Parque Nacional dos Lençóis Maranhenses (PNLM) during 1984 to 2014, from satellite imagery analysis and evaluate the RCEN technique for the identification and monitoring of these changes. The study area is located in northeastern Brazil, eastern coast of the state of Maranhão, and has become an environmental protection area through the Federal Decree No. 86060 of June 2, 1981. For these analyses were used satellite images from the Landsat 5-TM and Landsat 8-OLI sensors. The park edge boundary in the inner part of the continent was vectored from the images of the years 1984 and 2014, to assess the advancement and retraction of the dunes. Were made maps with the dunes changes over a period of 30 years and were identified a bigger advancement in relation of the shrinkage among throughout the area. The spectral pattern variation in some monitoring points was also evaluated to identify the timing of the change occurrence. The RCEN was tested in the adjacent inner border of the park in where the angle of rotation of radiometric axis was determined, considering that this angle is the main parameter for obtaining the change detection image. Were identified areas without changes (90.67%) and the variation of the dunes (5, 20%), vegetation (3.86%) and water (0.27%) in relation to the total area. It was identified that the expansion of the dunes, occurs from the coast line towards the interior of the continent, with the northeast – southwest direction, following the circulation of trade winds, while the vegetation occupied the gaps left by the dunes or water ponds. The RCEN was effective in identify the changes in the study area. Considering those changes detected, monitoring the dunes movement in PNLM is relevant to the park planning, once it represents an important ecosystem of the region and is a great tourist hub for Brazil.