UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI Programa De Pós-Graduação Em Ciência Florestal Lomanto Zogaib Neves
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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI Programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal Lomanto Zogaib Neves USO DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO DA DIFERENÇA NORMALIZADA (NDVI) NO MONITORAMENTO DA DEGRADAÇÃO NA SUB-BACIA DO RIBEIRÃO CHIQUEIRO, MINAS GERAIS. Diamantina 2017 Lomanto Zogaib Neves USO DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO DA DIFERENÇA NORMALIZADA (NDVI) NO MONITORAMENTO DA DEGRADAÇÃO NA SUB-BACIA DO RIBEIRÃO CHIQUEIRO, MINAS GERAIS. Dissertação apresentada ao programa de Pós- Graduação em Ciência Florestal da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como requisito para obtenção do título de Mestre. Orientadora: Profª. Drª. Danielle Piuzana Mucida Diamantina 2017 Ficha Catalográfica - Sistema de Bibliotecas/UFVJM Bibliotecária: Jullyele Hubner Costa CRB-6/2972 N518u 2017 Neves, Lomanto Zogaib. Uso do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) no monitoramento da degradação na sub-bacia do Ribeirão Chiqueiro, Minas Gerais / Lomanto Zogaib Neves. – Diamantina, 2017. 72 p. : il. Orientadora: Profa. Dra. Danielle Piuzana Mucida Dissertação (Mestrado - Programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal) –Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. 1. Cerrado. 2. Landsat. 3. CBERS-4. 4. Resolução Espacial. 5. Voçoroca. I. Mucida, Danielle Piuzana. II. Título. CDD 634.9 Elaborada com dados fornecidos pelo(a) autor(a). Lomanto Zogaib Neves USO DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO DA DIFERENÇA NORMALIZADA (NDVI) NO MONITORAMENTO DA DEGRADAÇÃO NA SUB-BACIA DO RIBEIRÃO CHIQUEIRO, MINAS GERAIS. Dissertação apresentada ao programa de Pós- Graduação em Ciência Florestal da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre. Orientadora: Profª. Drª. Danielle Piuzana Mucida Data de aprovação 20/02/2017. Prof. Dr. Lúcio do Carmo Moura Faculdade Interdisciplinar em Humanidades - UFVJM Prof. Dr. Israel Marinho Pereira Faculdade de Ciências Agrárias - UFVJM Prof. Dra. Danielle Piuzana Mucida Faculdade Interdisciplinar em Humanidades - UFVJM Diamantina Dedico à Deus, meu pai-herói David (in memorian), E a minha amada mãe Maria. AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus e a Virgem Maria, por sempre me conceber sabedoria para trilhar os melhores caminhos, coragem para não desanimar, força para prosseguir e proteção em todos os momentos. Ao meu pai David (in memorian) que infelizmente não pode acompanhar esta etapa de minha vida, mas sempre foi e sempre será meu grande exemplo de homem, meu grande herói. À minha mãe Maria, por todo o amor, paciência e carinho, especialmente nos momentos em que eu precisava desabafar, você ouvia e sempre teve uma palavra que acalentava o coração, muito obrigado. À minha querida irmã Virgínia e meu sobrinho Afonso, meu agradecimento especial. Aos demais membros da minha família e aos meus amigos de Nova Venécia e de Alegre, pelo apoio e por entenderem minha ausência, a demora em responder mensagens. Todos são muito especiais para mim. À minha orientadora, professora Drª. Danielle, que mesmo sem me conhecer direito, me recebeu de portas abertas, por toda a sua dedicação para fazer este projeto acontecer, suas orientações e ensinamentos passado a mim servem para muito além deste projeto, serve para a vida, muito obrigado. Aos colegas e amigos que fiz em Diamantina, em especial Bruno, Guilherme, Leonardo, Mateus, Mayara, Natália, Rafaella, Sandra e Tamires, obrigado por todos os momentos que compartilhamos juntos. Ao Programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal, a UFVJM e todos os demais membros da comunidade acadêmica, pela oportunidade de desenvolver um projeto numa instituição excelente. À CAPES pelo suporte financeiro, que é de grande importância para o desenvolvimento de projetos. "De longe, o maior prêmio que a vida oferece é a chance de trabalhar muito e se dedicar a algo que valha a pena.” Theodore Roosevelt RESUMO O Cerrado é considerado um hotspot mundial de biodiversidade, por apresentar uma vasta abundância de espécies endêmicas que sofrem uma anormal perda de habitat. Além disso neste bioma há importantes bacias hidrográficas, cuja preservação das nascentes e leito dos rios e córregos é de extrema necessidade. Com a finalidade de facilitar o estudo dessas áreas a utilização do Sensoriamento Remoto tornou-se uma excelente ferramenta. Assim, num primeiro momento, este trabalho utilizou imagens dos sensores dos satélites Landsat-5 e Landsat-8 para monitorar o desenvolvimento de áreas de degradação, utilizando o índice NDVI, na sub-bacia Hidrográfica do Ribeirão Chiqueiro entre 1984 e 2016. No segundo momento verificou a aplicabilidade das imagens do satélite CBERS-4 na distinção de diferentes tipos de vegetação e ou uso e ocupação do terreno, comparando-o com o satélite Landsat-8, e Rapideye-3, por meio do índice NDVI e da diferença NDVI. Como resultados da primeira parte do trabalho foi possível quantificar 108 voçorocas na região e atestar que a área da sub-bacia sofreu grandes mudanças nos anos estudados, principalmente com aumento expressivo do uso e ocupação do terreno. Nas áreas de entorno das voçorocas, que tinham como predominância tipos de vegetação com menor densidade de dossel, como cultura agropecuárias (principalmente pasto), Campo limpo e Campo Sujo, verificou-se uma maior tendência de crescimento dos voçorocamentos. Na segunda parte do trabalho foi possível verificar que, como já era esperado, as imagens do sensor do satélite Rapideye, apresentaram melhor resolução, sendo seguidas pela imagem do sensor do satélite CBERS-4, que se mostrou viável para uso em áreas de Cerrado. Mesmo assim, estas são preteridas por imagens do sensor do satélite Landsat-8, que no presente trabalho obteve os piores resultados, deixando de identificar muitas diferenças na vegetação. Palavras-chave: Cerrado; Landsat; CBERS-4; Resolução Espacial; Voçoroca ABSTRACT The Cerrado is considered a global biodiversity hotspot due to the abundance of Endemic species that suffer a huge habitat loss. Besides in this biome there are important hydrographic basins, whose Preservation of springs, rivers and streams is of utmost importance. In order to facilitate the study of these areas, the use of Remote Sensing has become an excellent tool. Thus, in the first stage, this work used images from the Landsat-5 and Landsat-8 satellite sensors to monitor the development of degradation areas, using the NDVI index, in the sub- basin of Ribeirão Chiqueiro between 1984 and 2016. In the second The results obtained in this study show the applicability of the CBERS-4 satellite images to the distinction between different vegetation types and or use and occupation of land, comparing it with the satellite Landsat-8 and Rapideye-3, using the NDVI index and the NDVI difference. As a result of the first part, it was possible to quantify 108 gullies in the region attesting that the sub-basin area underwent major changes in the years studied, mainly with a significant increase in use and occupation of land. In the areas surrounding the gullies, which had as predominant types of vegetation with lower canopy density, such as agricultural culture (mainly pasture), Campo Limpo and Campo Sujo, there was a greater tendency of voçorocamentos growth. In the second part of the work, it was possible to verify that, as expected, the images of Rapideye satellite sensor presented better resolution and were followed by the CBERS-4 satellite image, which proved to be feasible for use in Cerrado areas. Even so, these are neglected by images of the Landsat-8 satellite sensor, which in the present work obtained the worst results, failing to identify many differences in vegetation. Keywords: Cerrado; Landsat; CBERS-4; Spatial resolution; Gullie. ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Variação da vegetação/uso do terreno na região da sub-bacia do Ribeirão Chiqueiro. ............................................................................................................................................ 20 Figura 2 – Diagrama apresentando a sequência de comandos necessários para a delimitação de uma bacia hidrográfica no software ArcGIS® 10.3. A sequência está em língua inglesa, idioma oficial do software. ............................................................................................................... 22 Figura 3 – Fotografia da região marginal do Ribeirão Datas. ................................................ 30 Mapa 1 – a) Localização da área de estudo no contexto do estado de Minas Gerais; b) Delimitação da sub-bacia do Ribeirão Chiqueiro, entre os municípios de Datas e Gouveia; c) Detalhamento da rede de drenagem da sub-bacia do Ribeirão Chiqueiro. ............................. 19 Mapa 2 - Mapa com a localização das voçorocas da sub-bacia do ribeirão Chiqueiro, realizada com o auxílio de imagem de satélite Landsat-8 OLI, combinação 4R3B2V e GPS Garmin®. ............................................................................................................................................ 25 Mapa 3 - Mapa com o índice NDVI para o ano de 1984 na região da sub-bacia do Ribeirão Chiqueiro. Índice feito com base em uma imagem de satélite Landsat-5 TM. ....................... 27 Mapa 4 - Mapa com o índice NDVI para o ano de 1992 na região da sub-bacia do Ribeirão Chiqueiro. Índice feito com base em uma imagem de satélite Landsat-5 TM. ....................... 28 Mapa 5 - Diferença entre os índices NDVI dos anos de 1984 e 1992, com as áreas no entorno das voçorocas delimitadas. ..................................................................................................