Autores
- LUCAS DA SILVA RIBEIROUNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIAEmail: lucassilvaribeiro12@gmail.com
- LUIS EDUARDO DE SOUZA ROBAINAUNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIAEmail: lesrobaina@yahoo.com.br
- SANDRO SIDNEI VARGAS DE CRISTOUNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINSEmail: sidneicristo@mail.uft.edu.br
Resumo
A integração de variáveis geoambientais pode ser realizada através de sistema de
informações geográficas, com aplicação de diferentes procedimentos metodológicos.
Neste sentido, um método que tem auxiliado nas definições de pesos para tal função,
é o AHP. Assim, o objetivo do trabalho é apresentar uma técnica para mapeamento da
suscetibilidade geoambiental, tendo como área de estudo a bacia hidrográfica do
Ribeirão Lajeado. Para isso, organizou-se informações de uso e cobertura da terra,
estradas, declividade, rede de drenagem, solos e litologias, esses dados foram
comparados em uma matriz quadrada que gerou os pesos normalizados, utilizados na
calculadora raster do software Qgis para realizar a integração das variáveis
conformes os pesos definidos. Os resultados dessa integração apresentaram quatro
unidades de suscetibilidade geoambiental para a área de estudo: baixa, média, alta
e muito alta.
Palavras chaves
SIG; Análise Integrada; Elementos Naturais; Atividades Humanas; Bacia Hidrográfica
Introdução
O mapeamento geoambiental é uma técnica que busca realizar a integração de diferentes
variáveis como relevo, substrato rochoso, rede hidrográfica, solos e uso e cobertura
da terra, fornecendo informações sobre potencialidades naturais e limitações face as
ocupações humanas (SILVA e DANTAS, 2010). Robaina e Trentin (2021) apontam que a
análise integrada dos elementos do substrato rochoso e solos, correlacionados com o
uso e cobertura da terra, é fundamental para compreender a dinâmica geomorfológica e
auxiliar no manejo e planejamento de uma determinada área.
A integração de variáveis pode ser realizada através de programas de Sistema de
Informações Geográficas (SIG), com aplicação de diferentes procedimentos
metodológicos em cruzamentos automatizados. Neste sentido, um método que tem
auxiliado nas definições de pesos para tal função, é o Processo Analítico Hierárquico
(AHP). Este, foi criado por SAATY (1980) e tem como finalidade auxiliar na tomada de
decisão de multicritérios, podendo ser utilizado em diversas áreas buscando
determinar graus de importância para cada variável que está sendo avaliada.
O processo AHP focaliza o estudo de sistemas por meio de uma sequência de
comparações, aos pares, dos condicionantes (elementos) que têm influência no sistema
considerado. Marques e Zuquette (2004), Marchiori-Faria e Augusto Filho (2010), Paula
e Cerri (2012), França et al (2019), Robaina et al (2022) trabalham com o emprego do
AHP na seleção e priorização de áreas com variados objetivos.
Segundo Brito et al (2017) avaliação de multicritério em ambiente SIG constitui-se em
uma importante ferramenta para o mapeamento da suscetibilidade, onde as diferentes
classes obtidas facilitam a hierarquização dos locais mais suscetíveis e favorecem a
determinação de prioridades para o planejamento e direcionamento das ocupações
humanas. Caldas et al (2019) destacam a importância do método AHP e apontam, quando
associados às ferramentas SIG possuem um grande potencial de aplicabilidade na
análise e identificação de áreas de suscetibilidade à erosão, devido a capacidade de
processamento, visualização de diferentes temas e integração sobre a temática.
Neste sentido, o objetivo do trabalho é apresentar uma técnica para mapeamento da
suscetibilidade geoambiental na bacia hidrográfica do Ribeirão Lajeado, utilizando a
análise integrada das variáveis em SIG com a definição de pesos normalizados a partir
do método do AHP.
Nesta bacia hidrográfica tem presença parcial de duas unidades de conservação da
natureza, uma de proteção integral o Parque Estadual do Lajeado e a outra de uso
sustentável Área de Proteção Ambiental Serra do Lajeado, esta UCs, representam para
região uma importante área para a proteção da fauna e da flora, contribuindo para a
proteção dos mananciais hídricos da região. Porém, alguns aspectos de uso para
atividade humana em especial atividade agropecuária tem gerado ameaças principalmente
na APASL e no entorno do PEL, como é apontado no trabalho de Furtado e Cristo (2018).
Material e métodos
Para o desenvolvimento deste trabalho, realizou-se o levantamento de materiais
bibliográficos e cartográficos, utilizados nesta pesquisa. Os cartográficos foram
produtos como: Modelo Digital de Elevação (rede de drenagem e declividade),
litologias, solos, imagem de satélite (mapeamento do uso e cobertura da terra e as
estradas) e demais informações em shapefile para a composição dos mapas no software
QGIS 3.14.10.
O mapeamento de uso e cobertura da terra utilizou-se a imagem de satélite Landsat 8
do mês de julho de 2021, adquirida pelo site do United States Geological Survey
(USGS). Nesta imagem realizou-se a classificação supervisionada, definindo amostras
e utilizando o algoritmo de máxima verossimilhança. Neste sentido, foram
identificadas as seguintes classes formação florestal, formação savânica-campestre,
agropecuária, cicatrizes de fogo e áreas urbanas.
As estradas, na área de estudo, foram identificadas a partir de uma vetorização sob
a imagem de satélites do Google Earth disponível no plugin do quickmapservices no
software Qgis. Assim, foi possível mapear a espacialização das estradas na bacia
hidrográfica.
As informações da declividade e rede de drenagem foram obtidas a partir do MDE da
Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) com resolução espacial de 30 metros,
obtida na plataforma Topodata junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(INPE). A rede de drenagem foi extraída de forma automática via software QGIS. A
declividade foi definida nas seguintes classes: menor que 5%, de 5% a 15% e maior
que 15%.
O mapa de solos, foi baseado em dados de Sousa et al (2012), na escala de
1:250.000. Após análise deste produto e comparando com declividade, observou-se que
era possível fazer alguns ajustes com base na relação solo-declividade. Para
Nowatzki e Santos (2014), os diferentes tipos de solos podem ser compartimentados
de acordo com as características do relevo. Nesse sentido, foram feitos ajustes no
mapa de solos, onde foram identificadas as seguintes classes: Associação Argissolos
Cambissolos, Associação Neossoslos Cambissolos, Plintossolo e Latossolo.
A litologia foi baseada nos dados do Serviço Geológico Brasileiro – CPRM e onde os
autores Ribeiro e Alves (2017) realizaram o mapeamento das cartas geológicas na
escala de 1:250.000 de Porto Nacional e Miracema do Norte que abrangem a bacia
hidrográfica do Ribeirão Lajeado. As classes litológicas na área de estudo são:
Cobertura Detrito Lateríticas, Formação Pimenteiras, Formação Jaicós e Cristalinas.
Resultado e discussão
A bacia hidrográfica do Ribeirão Lajeado está localizada na porção central do
estado do Tocantins, espacializando-se pelos municípios de Aparecida do Rio Negro,
Lajeado, Palmas (capital) e Tocantínia (Figura 1).
Figura 1: Localização da área de estudo
Fonte: Autores (2020)
A aplicação do método AHP para definir os pesos normalizados, inicia-se com a
elaboração de uma matriz quadrada com as variáveis que são avaliadas entre o
elemento A sobre o elemento B, com graus de importância. Após a definição desses
valores obtém-se, através da soma das linhas o auto-vetor (pesos normalizados) que
foram aplicados no cruzamento via SIG. Para validar a razão de consistência dos
pesos normalizados, segue gerando algumas informações como produto, matriz, lambda,
média, índice de consistência, índice randômico e por fim a razão de consistência
das informações inseridas na matriz.
Na análise do uso e cobertura da terra destaca-se a interferência da cobertura
vegetal na perda do solo, onde a densa espécie arbustiva apresenta baixa perda de
solo, a espécie arbórea com pouca densidade mostra muita perda de solo (COSTA e
RODRIGUES, 2015). Neste sentido, definiu-se o grau de importância, tendo como as
áreas urbanas (peso 0,40), cicatrizes de fogo (peso 0,28), e agropecuária (peso
0,21) as mais suscetíveis e a formação florestal (peso 0,03) e savânica-campestre
(peso 0,08) como as menos suscetíveis. Assim, para esses pesos normalizados
encontrados apresentaram uma razão de consistência de 0,06.
A declividade está relacionada a energia potencial das águas, quanto maior a
declividade, mais rápido a energia potencial das águas transforma-se em energia
cinética e maior é a velocidade das massas de água e sua capacidade de transporte
(CREPANI et al. 2001). Áreas com maior declividade representam áreas mais
suscetíveis a processos superficiais de erosão e movimentos de massa. Assim, as
classes de declividade tiveram as seguintes definições: menor que 5% (peso 0,07),
de 5 a 15% (peso 0,20) e maior que 15% (peso 0,73), para esses pesos normalizados
foram encontradas a razão de consistência de 0,03.
Para o solo baseou-se em informações que estão nos trabalhos dos autores Silva e
Oliveira (2015) que apresentam uma tabela com os graus de erodibilidade diferentes
tipos de solos. Assim, classificou-se o Latossolo (peso 0,04) como muito fraco ou
fraco, o Plintossolo (peso 0,13) como médio, Associação Neossolo Cambissolo (peso
0,51) e Associação Argissolo Cambissolo (peso 0,32) como muito forte, para os pesos
apresentados tiveram uma razão de consistência no valor de 0,04.
Já a litologia da bacia hidrográfica do Ribeirão Lajeado tem as seguintes classes:
Cobertura Detrito Laterítica (peso 0,30), Formação Jaicós (peso 0,14), Formação
Pimenteiras (peso 0,51) e Cristalina (peso 0,05), a razão de consistência para
essas definições foram de 0,05. Nota-se, que no geral as principais
suscetibilidades as litologias estão relacionadas aos processos de desagregação e
erosão da rocha.
A partir da obtenção desses pesos normalizados é possível inserir os mesmos na
tabela de atributo de cada variável (shapefile) e em seguida transformar o mesmo e
uma informação de raster.
As informações lineares como estradas e rede de drenagem foram transformadas em
espaciais utilizando-se um algoritmo que calcula a distância euclidiana, ou seja,
uma linha reta no plano horizontal, onde é possível identificar o grau de
participação, quanto mais próximo do objeto maior a intensidade e quanto mais longe
menor influência. Pires e Carmo Junior (2018) destacam que alguns danos ambientais
ocasionados pelas estradas são muitas vezes irreversíveis devido a supressão de
vegetação e exposição do Solo, interferência nos habitats de animais nativos,
modificações de Solo, desvios das drenagens naturais e barramentos de rios. Para
Silva e Guerra (2015), as estradas não pavimentadas ocupam uma menor porcentagem de
uso da terra, mas podem ser a maior fonte de perda de sedimentos. Neste sentido,
considera as estradas como locais que podem promover o desenvolvimento de processos
erosivos.
A rede de drenagem representa áreas muito suscetíveis a degradação pela ação
antrópica, e exerce uma forte influência sobre as condições de da suscetibilidade
geoambiental.
Assim, as informações de uso e cobertura da terra, estradas, declividade, rede de
drenagem, solos e litologias, foram variáveis importantes para o mapeamento da
suscetibilidade geoambiental na bacia hidrográfica do Ribeirão Lajeado, para isso
as mesmas passaram por uma matriz no AHP. Assim, com os julgamentos entre as
variáveis definiu-se, que o uso e cobertura da terra considerada mais importante
(peso 0,36), a estradas como a segunda mais importante (peso 0,26), a declividade
(peso 0,18) e rede de drenagem (peso 0,12) como a intermediaria e o solos (peso
0,06) e a litologia (0,02) com menores pesos. Na figura 2 apresentam um resumo dos
procedimentos para elaboração da suscetibilidade geoambiental.
Figura 2: Procedimentos para elaboração da suscetibilidade geoambiental
Fonte: autores (2022)
Na integração em SIG com apoio da calculadora raster aplica-se, a multiplicação da
variável pelo seu respectivo peso, utilizando o sinal de adição entre cada
variável. Dessa forma, foi gerado o mapa de suscetibilidade geoambiental da bacia
hidrográfica do Ribeirão Lajeado (Figura 3), que apresenta quatros unidades: baixa,
média, alta e muito alta.
Figura 3: Suscetibilidade geoambiental da bacia hidrográfica
Fonte: Autores (2021)
A unidade de baixa suscetibilidade pode ser identificadas como locais que estão
distantes de atividades humanas, seja elas como estradas, agropecuária, cicatrizes
de fogo ou áreas urbanas, classes que foram mapeadas no uso e cobertura da terra.
Outra característica marcante desta unidade, é a presença de elementos naturais
conservados, como por exemplo a presença de cobertura vegetal natural,
correlacionado com a características do relevo (áreas planas) litologias, solos e
na distância euclidiana da rede de drenagem e estradas ficam na classe baixa,
mapeando como locais menos suscetíveis ao desenvolvimento de processos erosivos.
Na unidade de média suscetibilidade foram mapeados com algumas características
importantes, como por exemplo, são áreas que já apresentam um certo tipo de
ocupação humana em alguns locais, porém as características naturais são mais
importantes como a presença da cobertura vegetal do tipo de formação savânica-
campestre, locais mais afastados das estradas.
Observando a unidade de alta suscetibilidade, destaca-se que é a principal classe
em termos de área na bacia hidrográfica do Ribeirão Lajeado, são locais facilitado
pela ampla ocorrência de estradas e rede de drenagem abundante, e também com a
presença de atividades humanas relacionadas a classe agropecuária. Essa unidade
pode ser considerada como um local propicio para desenvolvimento de processos
erosivos, principalmente pela distribuição e concentração das estradas e
confluência com a rede de drenagem.
Já a unidade de muito alta suscetibilidade geoambiental são marcadas por quatro
características: o acesso dado por várias estradas, porções de uso agropecuário em
declividades maior que 15%, áreas mapeadas como cicatrizes de fogo e a área urbana.
Outras características que podem ser associadas a essa unidade é ao alto grau para
os processos erosivos.
Contudo, pode-se dizer que o método do AHP é uma ferramenta importante para
mapeamento e zoneamento geoambiental, e pode ser utilizada por profissionais de
diferentes áreas de atuação, principalmente pela possibilidade analisar variáveis e
realizar o cruzamento das mesmas via SIG. Esse procedimento pode auxiliar as
pesquisas da ciência geográfica que busca analisar as características naturais do
ambiente e relacionar com a espacialização das atividades humanas, como apresentado
neste trabalho.
Localização da área de estudo
Procedimentos para elaboração da suscetibilidade geoambiental
Suscetibilidade geoambiental da bacia hidrográfica
Considerações Finais
Assim, o método do AHP para definição de pesos normalizados e cruzamentos automáticos
via SIG, apresenta-se como uma resposta adequada para obtenção da suscetibilidade
geoambiental na bacia hidrográfica do Ribeirão Lajeado, e pode se tornar uma
ferramenta importante para identificação de áreas suscetíveis a erosão, bem como
auxiliar na conservação da natureza.
Agradecimentos
O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001 e ao Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.
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