-I- ROQUE ALBERTO SÁNCHEZ DALOTTO ESTRUTURAÇÃO DE DADOS COMO SUPORTE À GESTÃO DE MANGUEZAIS UTILIZANDO TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO Tese apresentada ao Curso do Pós-graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Engenharia Civil. Versão em Português Florianópolis (SC), Brasil 2003 -II- FOLHA DE APROVAÇÃO Tese defendida e aprovada em 20/03/2003. ____________________________________ Prof. Dr. Carlos LOCH ___________________________________ Prof. Dr. Jucilei CORDINI Orientador – Moderador. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil. Coordenador. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil. Comissão examinadora: __________________________________ Prof. Dr. Ing.-habil. Dr. Hans-Peter BÄHR __________________________________ Prof. Dr. Ing. Jürgen PHILIPS Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung -IPFUniversität Karlsruhe, Alemanha. Professor PPGEC. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil. __________________________________ Prof. Dr. José Maria LANDIM DOMINGUEZ __________________________________ Prof. Dr. Jucilei CORDINI Instituto de Geociências. Universidade Federal da Bahia (UFBA), Brasil. Professor PPGEC. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil. __________________________________ Prof. Dr. Jorge PIMENTEL CINTRA __________________________________ Prof. Dra. Ruth E. NOGUEIRA LOCH Escola Politécnica. Universidade de São Paulo (USP), Brasil. Professora Departamento de Geociências. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil. -III- ESTRUTURAÇÃO DE DADOS COMO SUPORTE À GESTÃO DE MANGUEZAIS UTILIZANDO TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO ROQUE ALBERTO SÁNCHEZ DALOTTO Tese apresentada ao Curso do Pós-graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutor em Engenharia Civil. Área de Concentração: Cadastro Técnico Multifinalitário e Gestão Territorial Orientador: Prof. Dr. Carlos Loch Versão em Português Florianópolis (SC), Brasil 2003 -IV- Dedico este trabalho para minha esposa Claudia e meus filhos Cecilia Elena, Alejandra Mercedes e Roque Francisco que souberam acompanhar e apoiar esta experiência no Brasil. A meus avós Roque, Cecilia, Francisco e Clotilde Elena (in memoriam) que, na Argentina, orientaram-me desde a infância com exemplos de trabalho, ordem e perseverança. A meus pais Roque (in memoriam) e Susana sempre preocupados em oferecer as melhores possibilidades para minha formação. A meus tios Francisco e Susana (in memoriam) pelo apoio familiar e orientação permanente. -V- AGRADECIMENTOS Nota: Todos os agradecimentos são apresentados em ordem alfabética. Pelo apoio institucional: • Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil. • Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Alemanha. • Universidad Nacional del Litoral (UNL), Santa Fé, Argentina. Pelo apoio acadêmico: • Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas (FICH), Universidad Nacional del Litoral (UNL), Santa Fé, Argentina. • Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF), Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Alemanha. • Professor Dr. Carlos Loch, orientador das atividades de pesquisa no Doutorado. • Professor Dr. Ing.-habil Dr. Hans-Peter Bähr, Diretor do Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung, Karlsruhe, Alemanha. • Professor Dr. Jucilei Cordini, Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGEC), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil. • Professor IRH. Cristóbal V. Lozeco, Diretor das atividades de pesquisa pela Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas (UNL), Santa Fé, Argentina. • Secretaria do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGEC), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil. Pelo apoio financeiro: • Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Brasília, Brasil. • Laboratório de Camarões Marinhos – Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil. • Ministerio de Educación de la República Argentina - Secretaría de Educación Superior, Buenos Aires, Argentina. • Programa Brasil – Alemanha (PROBRAL), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Brasil - Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD), Deutschland. • Proyecto "Fondo para el Mejoramiento de la Calidad Universitaria FOMEC 825/97", FICH – UNL / BIRF, Santa Fe, Argentina. • Universidad Nacional del Litoral, Santa Fe, Argentina. Pelo apoio técnico: • Aeroconsult Aerolevantamentos, Florianópolis, Brasil. • Departamento de Engenharia de Agrimensura, Universidade do Estremo Sul Catarinense (UNESC), Criciúma, Brasil. • Gold&Gold, Florianópolis, Brasil. • Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis (IPUF), Brasil. -VI- • Intersat Imagens de Satélite, São José dos Campos, Brasil. • Laboratório de Camarões Marinhos – Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil. • Laboratório de Fotogrametria, Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento (LFSG), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil. • Núcleo de Consultoria Ambiental (NCA), Florianópolis, Brasil. • VisãoGEO, Florianópolis, Brasil. • Z imaging (Carls Zeiss + Intergraph joint venture), Oberkochen, Germany. Pelo apoio pessoal: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Aldo Raúl Paira, PTC. Santa Fé, Argentina. Augusto De Marchi, Téc. Florianópolis, Brasil. Betty Kauffmann, Prof. Geog. Santa Fé, Argentina. Carla Bonetti, Prof. Dra. Florianópolis, Brasil. Carlos Alberto Sherton Cruz, Arq. Florianópolis, Brasil. Carlos Orssatto, Prof. Dr. Florianópolis, Brasil. Cláudio Zimmermann, Prof. M.Eng. Florianópolis, Brasil. Cristóbal Vicente Lozeco, Prof. Ing. Rec. Hid. Santa Fé, Argentina. Delcindo Padilha Droppa, Eng. Agr. Florianópolis, Brasil. Elpídio Beltrame, Prof. M. Eng. Agr. Florianópolis, Brasil. Fabiano Dos Santos, Téc. Florianópolis, Brasil. Francisco Alberto Dalotto, Dr. Bioq. General Ramírez, Argentina. Francisco Leiva, Prof. Ing. Civ. Paraná, Argentina. Fulgêncio Duarte, Sociólogo. Florianópolis, Brasil. Gabriel Oscar Cremona Parma, Prof. PTC. Florianópolis, Brasil. Gabriela Salgado, M. Eng. Geog. Florianópolis, Brasil. Graciela Pusineri, Prof. M.Sc., Santa Fé, Argentina. Irizete Odete Meneses, Florianópolis, Brasil. Jarbas Bonetti Filho, Prof. Dr. Florianópolis, Brasil. José Comin, Eng. Agr. Florianópolis, Brasil. Jürgen Philips, Prof. Dr. Florianópolis, Brasil. Mabel Haydée Strada, Geog. Buenos Aires, Argentina. Mario Schreider, Prof. M.Sc. Ing. Rec. Hid. Santa Fé, Argentina. Marta Pujol de Aguirre, Prof. Ing. Rec. Hidr. Santa Fé, Argentina. Miguel A. Verdinelli, Prof. Dr. Florianópolis, Brasil. Paulo César Fortkamp, Téc. Florianópolis, Brasil. Pedro Selvino Neumann, Prof. M.Sc. Eng. Agr. Santa Maria, Brasil. Rafael Comin, Geog. Florianópolis, Brasil. Roberto Aníbal Lerena, Dr. Paraná, Argentina. Rógis Juarez Bernardy, Prof. M. Eng. Geog. Chapecó, Brasil. Romeo Esteban Miretti, Prof. Ing. Civ. Santa Fé, Argentina. Ronildo Goldmeier, Arq. Florianópolis, Brasil. Ruth Emilia Nogueira Loch, Prof. Dr. Florianópolis, Brasil. Sérgio Luis Lopes, Lic. em Geog. Florianópolis, Brasil. Walter Quadros Seiffert, Prof. M. Eng. Agr. Florianópolis, Brasil. -VII- SUMÁRIO Folha de aprovação................................................................................................ Agradecimentos..................................................................................................... Lista de figuras....................................................................................................... Lista de mapas....................................................................................................... Lista de tabelas...................................................................................................... Lista de gráficos..................................................................................................... Lista de abreviaturas.............................................................................................. Lista de instituições................................................................................................ Lista de unidades de medida................................................................................. Licença dos programas utilizados.......................................................................... Resumo.................................................................................................................. Resumen................................................................................................................ Abstract.................................................................................................................. II V XI XIV XV XVI XVII XVIII XIX XX XXI XXII XXIII CAPÍTULO 1 APRESENTAÇÃO DO TEMA ESTUDADO ....1 RESUMO DO CAPÍTULO 1.....................................................................................................................1 1.1. CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES .................................. 1 1.1.1. CONTEXTO DE APLICAÇÃO ............................................................................. 2 1.1.2. MOTIVAÇÃO PESSOAL PARA REALIZAÇÃO DO ESTUDO ...................................... 4 1.1.3. ALCANCES DO TRABALHO REALIZADO ............................................................. 6 1.1.4. ADVERTÊNCIA SOBRE RESTRIÇÕES CONCEITUAIS............................................ 8 1.2. APRESENTAÇÃO DO TEMA ESTUDADO ........................ 10 1.2.1. RELEVÂNCIA, CARÁTER INÉDITO E CONTRIBUIÇÃO AO TEMA ESTUDADO .......... 10 1.2.2. HIPÓTESES CONSIDERADAS......................................................................... 11 1.3. OBJETIVOS .................................................................. 14 1.3.1. OBJETIVO PRINCIPAL................................................................................... 14 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................. 14 CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................... 16 RESUMO DO CAPÍTULO 2...................................................................................................................16 2.1. ESTADO DA ARTE ........................................................ 16 2.1.1. GESTÃO TERRITORIAL E ADMINISTRAÇÃO DA INFORMAÇÃO ............................ 16 2.1.2. GESTÃO COSTEIRA: ANÁLISE DAS TENDÊNCIAS ATUAIS .................................. 19 2.1.3. ESTRUTURAÇÃO DO CONHECIMENTO DE ÁREAS LITORÂNEAS ......................... 22 2.1.4. A INFORMAÇÃO EM UM PLANO DE GESTÃO COSTEIRA .................................... 23 2.1.5. A INFORMAÇÃO E O MARCO FUNCIONAL CONSIDERADO.................................. 24 2.2. TÉCNICAS ATUALMENTE DISPONÍVEIS ......................... 26 2.2.1. SISTEMAS ESPACIALIZADOS DE APOIO À DECISÃO - SEAD............................ 26 2.2.2. SENSORIAMENTO REMOTO , SIG E MODELAGEM NUMÉRICA............................ 28 2.2.3. SISTEMAS EXPERTOS.................................................................................. 31 2.2.4. FUSÃO DE DADOS ....................................................................................... 34 2.2.5. ESTATÍSTICA MULTIVARIADA ........................................................................ 35 2.2.6. MODELOS DIGITAIS DO TERRENO ................................................................. 36 2.2.7. SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL ........................................................ 36 2.3. OS MANGUEZAIS .......................................................... 38 2.3.1. ÁREAS DE FORMAÇÕES PIONEIRAS............................................................... 38 2.3.2. FORMAÇÃO PIONEIRA FLUVIOMARÍTIMA DOS MANGUEZAIS.............................. 38 2.3.3. ESPÉCIES DE MANGUE DA ÁREA DE ESTUDO ................................................. 39 2.3.3.1. Avicennia schaueriana Stapf & Leechman ex Moldenke ................................ 41 2.3.3.2. Laguncularia racemosa L. ............................................................................. 43 -VIII- 2.3.3.3. Rhizophora mangle L. ................................................................................... 44 2.3.4. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA GLOBAL ............................................................ 45 2.3.5. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA NO BRASIL ........................................................ 46 2.3.6. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA EM SANTA CATARINA ......................................... 48 2.3.7. OS MANGUEZAIS E A ANTROPIZAÇÃO DO MEIO ............................................... 51 CAPITULO 3 ÁREA DE ESTUDO.................................... 52 RESUM0 DO CAPÍTULO 3 ...................................................................................................................52 3.1. LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA ÁREA ........................ 52 3.1.1. SITUAÇÃO RELATIVA.................................................................................... 52 3.2. C ONDIÇÃO DE ANTROPIZAÇ Ã O D A Á R E A ................................ 56 3.2.1. PRINCIPAIS PROBLEMAS AMBIENTAIS............................................................ 58 3.3. C ARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DA ÁREA ................................ 61 3.3.1. ESPÉCIES DE MANGUE ................................................................................ 61 3.3.2. ALTIMETRIA ................................................................................................ 63 3.3.3. CADASTRO E FUNÇÃO DAS PROPRIEDADES ................................................... 65 3.3.4. ÁREAS EDIFICADAS ..................................................................................... 69 3.3.5. REDE VIÁRIA............................................................................................... 71 3.3.6. SISTEMA HÍDRICO ....................................................................................... 74 3.3.7. ESGOTOS ................................................................................................... 77 CAPITULO 4 MATERIAL E MÉTODO ............................. 82 RESUM0 DO CAPÍTULO 4 ...................................................................................................................82 4.1. MATERIAL .................................................................... 82 4.1.1. EQUIPAMENTO ............................................................................................ 83 4.1.2. PROGRAMAS .............................................................................................. 88 4.1.2.1. Linguagens de programação ......................................................................... 88 4.1.2.2. Programas específicos elaborados ................................................................ 89 4.1.2.3. Programas para cálculos ............................................................................... 90 4.1.2.4. Programas para processamento, gestão e manejo de dados ......................... 90 4.2. MÉTODO ....................................................................... 91 4.2.1. ETAPA I – DEFINIÇÃO DO PROBLEMA E FORMULAÇÃO DE HIPÓTESES .............. 92 4.2.1.1. Análise das idéias motivadoras da pesquisa .................................................. 93 4.2.1.2. Canalização das idéias para um projeto concreto .......................................... 94 4.2.1.3. Análise dos meios técnicos e econômicos disponíveis................................... 94 4.2.1.4. Estudo do estado atual do problema no mundo ............................................. 96 4.2.1.5. Análise da relevância do problema ................................................................ 96 4.2.1.6. Determinação do contexto espaço-temporal .................................................. 97 4.2.1.7. Definição da área de estudo .......................................................................... 98 4.2.1.8. Reconhecimento de problemas ambientais da área....................................... 98 4.2.1.9. Formulação de hipóteses .............................................................................. 99 4.2.1.10. Determinação de hipóteses e objetivos........................................................ 99 4.2.2. ETAPA II – PREPARAÇÃO DOS DADOS DE ENTRADA ..................................... 100 4.2.2.1. Adequação do SIG como técnica para preparação de dados ....................... 101 4.2.2.2. Estruturação do projeto SIG ........................................................................ 102 4.2.2.3. Programa computacional adotado ............................................................... 103 4.2.2.4. Base cartográfica ........................................................................................ 103 4.2.2.5. Sensoriamento remoto ................................................................................ 104 4.2.2.5.1. Imagens de satélite.......................................................................................105 4.2.2.5.2. Fotografias aéreas ........................................................................................105 4.2.2.5.3. Imagens do sistema para registro digital de imagens......................................109 4.2.2.6. Missões de campo ...................................................................................... 112 4.2.2.7. Incorporação de metadados ........................................................................ 113 4.2.2.8. Modelos matriciais temáticos....................................................................... 114 4.2.2.9. Processamento de imagens ........................................................................ 115 4.2.2.10. Modelos matriciais contínuos..................................................................... 117 -IX- 4.2.2.11. Fusão de dados......................................................................................... 118 4.2.3. ETAPA III – ZONEAMENTO DA ÁREA DE ESTUDO .......................................... 119 4.2.3.1. Adequação da ACP como técnica de redução dimensional de dados .......... 120 4.2.3.2. Aplicação da técnica da ACP....................................................................... 120 4.2.3.3. Variáveis de entrada à ACP apoiada em modelos matriciais........................ 121 4.2.3.4. Programa computacional utilizado ............................................................... 121 4.2.3.5. Determinação de setores homogêneos........................................................ 122 4.2.4. ETAPA IV – ESTRUTURAÇÃO E APLICAÇÃO DO SISTEMA EXPERTO ............... 123 4.2.4.1. Componentes e estrutura genérica do SE.................................................... 123 4.2.4.2. Fases executadas para a aplicação do SE .................................................. 124 4.2.4.3. Programa computacional e estrutura adotada para o SE ............................. 126 4.2.4.4. Variáveis de entrada.................................................................................... 127 4.2.4.5. Probabilidade das variáveis......................................................................... 132 4.2.4.6. Modelo declarativo ...................................................................................... 134 4.2.4.7. Formulação de hipóteses no SE .................................................................. 135 4.2.4.8. Estruturação da base de conhecimentos ..................................................... 135 4.2.4.9. Treinamento e feedback do SE.................................................................... 136 4.2.4.10. Execução de rotinas do SE........................................................................ 137 4.2.4.11. Determinação da validade e consistência dos resultados do SE. ............... 137 4.2.4.12. Manejo dos resultados de hipóteses do SE ............................................... 138 4.2.4.13. Resultados das hipóteses utilizados como novas variáveis........................ 138 4.2.4.14. Adequação dos resultados a avaliações ambientais .................................. 139 4.2.5. ETAPA V – INTEGRAÇÃO DO SEAD............................................................ 139 4.2.5.1. Componentes considerados ........................................................................ 139 4.2.5.2. Extração de dados implícitos versus geração de novos dados..................... 140 4.2.5.3. Diferencia entre SEAD e SIG....................................................................... 141 4.2.5.4. Programas computacionais desenvolvidos .................................................. 141 4.2.5.5. Compatibilização de escalas e de densidades de informação ...................... 142 4.2.5.6. Funcionamento do SEAD ............................................................................ 143 4.2.5.7. Adequação do método ................................................................................ 147 CAPITULO 5 RESULTADOS E DISCUSÃO................... 148 RESUMO DO CAPÍTULO 5.................................................................................................................148 5.1. RESULTADOS .............................................................. 148 5.1.1. VALIDADE DOS RESULTADOS OBTIDOS NA PESQUISA ................................... 148 5.1.2. TRANSFERÊNCIA E APLICAÇÃO EM OUTRAS ÁREAS ...................................... 149 5.1.3 RESULTADOS DA VERIFICAÇÃO DE HIPÓTESES ............................................. 149 5.1.3.1. Primeira hipótese ........................................................................................ 150 5.1.3.1.1. Considerações sobre os resultados da primeira hipótese ...............................159 5.1.3.2. Segunda hipótese ....................................................................................... 159 5.1.4. 5.1.3.2.1. Caso 1..........................................................................................................165 5.1.3.2.2. Caso 2..........................................................................................................166 5.1.3.2.3. Caso 3..........................................................................................................168 5.1.3.2.4. Caso 4..........................................................................................................170 5.1.3.2.5. Caso 5..........................................................................................................172 5.1.3.2.6. Caso 6..........................................................................................................174 5.1.3.2.7. Considerações sobre os resultados da segunda hipótese...............................176 RESULTADOS INTERMEDIÁRIOS .................................................................. 177 5.1.4.1. Zoneamento ambiental por ACP.................................................................. 177 5.1.4.2. Imagens digitais .......................................................................................... 180 5.1.4.3. Imagens para observação estereoscópica ................................................... 181 5.1.4.4. Seqüências lineares de imagens ................................................................. 185 5.1.4.5. Imagens falsa cor ........................................................................................ 186 5.1.4.6. Classificações do SE................................................................................... 187 CAPÍTULO 6 CONCLUSÕES ........................................ 193 RESUMO DO CAPÍTULO 6.................................................................................................................193 6.1. CONCLUSÕES GERAIS ................................................ 193 -X- 6.2. CONCLUSÕES ESPECÍFICAS ....................................... 194 6.2.1. GERAÇÃO DE INFORMAÇÃO TÉCNICA .......................................................... 194 6.2.2. SISTEMAS NÃO CONVENCIONAIS DE RECONHECIMENTO ............................... 195 6.2.3. ADEQUAÇÃO DE TÉCNICAS DE FUSÃO DE DADOS ......................................... 196 6.2.4. ALTERNATIVAS PARA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS ..................... 197 6.2.5. AVALIAÇÃO DE PROBLEMAS AMBIENTAIS CONCRETOS.................................. 197 6.2.6. CONTRIBUIÇÕES DO MÉTODO .................................................................... 198 BIBLIOGRAFIA ............................................................. 199 ANEXOS ....................................................................... 210 –— -XI- LISTA DE FIGURAS Figura 1.1.: O manguezal do Itacorubi ...................................................................................... 3 Figura 1.2.: Departamento de Aqüicultura – CCA, UFSC. ....................................................... 12 Figura 1.3.: Vista da área em fase de recuperação no CCA, UFSC......................................... 13 Figura 2.1.:Formação pioneira fluviomarítima ......................................................................... 39 Figura 2.2.: Transição fluviomarítima de um manguezal.......................................................... 39 Figura 2.3.: Aspecto típico de um manguezal.......................................................................... 39 Figura 2.4.: Folhas de Mangue Preto, Mangue Branco e Mangue Vermelho ........................... 40 Figura 2.5.: Folhas de A. schaueriana..................................................................................... 42 Figura 2.6.: Ramo de A. schaueriana...................................................................................... 42 Figura 2.7.: Sistema radicular de A. schaueriana com geotropismo negativo .......................... 42 Figura 2.8.: Folhas de L. racemosa......................................................................................... 43 Figura 2.9.: Ramo de L. racemosa.......................................................................................... 43 Figura 2.10.: Flores de L. racemosa ....................................................................................... 43 Figura 2.11.: Folhas de R. mangle.......................................................................................... 44 Figura 2.12.: Indivíduos de R. mangle..................................................................................... 44 Figura 2.13.: Sistema radicular submerso com geotropismo positivo - R. mangle.................... 44 Figura 2.14.: Sistema radicular aéreo com geotropismo positivo - R. mangle.......................... 45 Figura 2.15.: Flores de R. mangle........................................................................................... 45 Figura 2.16.: Frutos de R. mangle........................................................................................... 45 Figura 2.17.: Distribuição global dos manguezais ................................................................... 47 Figura 2.18.: Distribuição dos manguezais no Brasil ............................................................... 47 Figura 2.19.: Zoneamento de um manguezal na região Sul do Brasil, segundo IBGE (1990)... 48 Figura 2.20.:Manguezal na Lagoa do Imaruí, SC, Brasil.......................................................... 49 Figura 2.21.: Principais manguezais na ilha de Santa Catarina ............................................... 50 Figura 3.1.: Situação relativa da área de estudo na América do Sul e Região Sul do Brasil..... 53 Figura 3.2.: Situação relativa da área de estudo na ilha de Santa Catarina ............................. 53 Figura 3.3.: Vista oblíqua do Manguezal do Itacorubi, Florianópolis (SC), Brasil...................... 56 Figura 3.4.: Situação relativa do manguezal do Itacorubi e urbanização de Florianópolis ........ 57 Figura 3.5.: Pressão antrópica sobre o manguezal do Itacorubi. Fotografia aérea................... 57 Figura 3.6.:Pressão antrópica sobre o manguezal - vista oblíqua............................................ 58 Figura 3.7.:Pressão antrópica sobre o manguezal - vista oblíqua............................................ 58 Figura 3.8.: Espécies exóticas na área periférica do manguezal ............................................. 58 Figura 3.9.: Espécies arbóreas exóticas ao longo de vias de comunicação............................. 58 Figura 3.10.:Efeitos da anoxia na fauna do Manguezal do Itacorubi ........................................ 59 Figura 3.11.:Obras de canalização no Manguezal do Itacorubi ............................................... 59 Figura 3.12.:Construção de novos esgotos do bairro Trindade................................................ 59 Figura 3.13.: Centro de Transferência de Resíduos Sólidos de Florianópolis .......................... 60 Figura 3.14.:Área recuperada do antigo depósito de lixo da cidade......................................... 60 Figura 3.15.:Águas superficiais efluentes da área do antigo depósito de lixo........................... 60 Figura 3.16.:Dejetos de combustíveis no Manguezal do Itacorubi ........................................... 60 Figura 3.17.:Representação altimétrica da bacia com a área de estudo. ................................. 63 Figura 4.1.: Relação entre o material utilizado ........................................................................ 83 Figura 4.2.: Sensor digital....................................................................................................... 84 Figura 4.3: Navegador GPS.................................................................................................... 84 Figura 4.4.: Filtros infravermelho ............................................................................................ 85 Figura 4.5.: Sensibilidade espectral de filtros R72 e RM90, e CCD CIF................................... 86 Figura 4.6.: Janela espectral 720nm – 950nm do sistema digital de reconhecimento .............. 87 Figura 4.7.: Janela espectral 900nm – 950nm do sistema digital de reconhecimento .............. 87 Figura 4.8.: Testes colorimétricos para análise de água.......................................................... 88 Figura 4.9.: Fluxo geral de atividades no método .................................................................... 91 Figura 4.10.: Fluxo de atividades na etapa I do método .......................................................... 93 Figura 4.11.: Componentes do SEAD estruturado................................................................... 94 Figura 4.12.: Fluxo de atividades na etapa II do método ....................................................... 101 Figura 4.13.: Pontos de controle para orientação de fotografias aéreas de maio 2002 .......... 108 Figura 4.14.: Sistema de reconhecimento em operação........................................................ 109 Figura 4.15.: Imagens do reconhecimento aéreo efetuado em Setembro de 2001................. 110 -XII- Figura 4.16.: Imagens do reconhecimento aéreo efetuado em Julho de 2002 ....................... 111 Figura 4.17.: Fluxo de atividades na etapa III do método ...................................................... 119 Figura 4.18.: Componentes e estrutura do SE ...................................................................... 123 Figura 4.19.: Estrutura genérica de uma base de conhecimentos ......................................... 127 Figura 4.20.: Estrutura da rede de decisões para determinação de solo exposto .................. 131 Figura 4.21.: Método para avaliação da degradação da cobertura vegetal nativa.................. 143 Figura 4.22: SE, SIG, Banco de dados e Modelo para cálculo de custos............................... 146 Figura 5.1.: Vistas da área degradada dentro do manguezal do Itacorubi ............................. 151 Figura 5.2.: Monitoramento da área degradada no manguezal do Itacorubi........................... 152 Figura 5.3.: Setor de 1ha. com cobertura média de 2700 exemplares ................................... 156 Figura 5.4.: Imagens de fotografia aérea, sistema digital e fusão de dados. .......................... 160 Figura 5.5.: Localização de áreas para obtenção de imagens por fusão de dados .............. 160 Figura 5.6.: Localização dos perfis espectrais realizados sobre as imagens.......................... 163 Figura 5.7.a. Caso 1. Histogramas RGB e cinza imagem visível ........................................... 165 Figura 5.7.b. Caso 1. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm .................... 165 Figura 5.7.c. Caso 1. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados...................... 165 Figura 5.8.a. Caso 1. Imagem visível .................................................................................... 165 Figura 5.8b. Caso 1. Imagem infravermelho 900nm .............................................................. 165 Figura 5.8c. Caso 1. Imagem com fusão de dados ............................................................... 165 Figura 5.9a. Caso 1. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem visível ............................... 165 Figura 5.9b. Caso 1. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem infravermelho 900nm........ 165 Figura 5.9c. Caso 1. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem com fusão de dados ......... 165 Figura 5.10a. Caso 2. Histogramas RGB e cinza imagem visível .......................................... 167 Figura 5.10b. Caso 2. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm ................... 167 Figura 5.10c. Caso 2. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados..................... 167 Figura 5.11a. Caso 2. Imagem visível ................................................................................... 167 Figura 5.11b. Caso 2. Imagem infravermelho 900nm ............................................................ 167 Figura 5.11c. Caso 2. Imagem com fusão de dados.............................................................. 167 Figura 5.12a. Caso 2. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem visível............................. 167 Figura 5.12b. Caso 2. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem infravermelho 900nm ...... 167 Figura 5.12c. Caso 2. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem com fusão de dados........ 167 Figura 5.13a. Caso 3. Histogramas RGB e cinza imagem visível .......................................... 169 Figura 5.13b. Caso 3. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm ................... 169 Figura 5.13c. Caso 3. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados..................... 169 Figura 5.14a. Caso 3. Imagem visível ................................................................................... 169 Figura 5.14b. Caso 3. Imagem infravermelho 900nm ............................................................ 169 Figura 5.14c. Caso 3. Imagem com fusão de dados.............................................................. 169 Figura 5.15a. Caso 3. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem visível............................. 169 Figura 5.15b. Caso 3. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem infravermelho 900nm ...... 169 Figura 5.15c. Caso 3. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem com fusão de dados........ 169 Figura 5.16a. Caso 4. Histogramas RGB e cinza imagem visível .......................................... 171 Figura 5.16b. Caso 4. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm ................... 171 Figura 5.16c. Caso 4. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados..................... 171 Figura 5.17a. Caso 4. Imagem visível ................................................................................... 171 Figura 5.17b. Caso 4. Imagem infravermelho 900nm ............................................................ 171 Figura 5.17c. Caso 4. Imagem com fusão de dados.............................................................. 171 Figura 5.18a. Caso 4. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem visível............................. 171 Figura 5.18b. Caso 4. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem infravermelho 900nm ...... 171 Figura 5.18c. Caso 4. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem com fusão de dados........ 171 Figura 5.19a. Caso 5. Histogramas RGB e cinza imagem visível .......................................... 173 Figura 5.19b. Caso 5. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm ................... 173 Figura 5.19c. Caso 5. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados..................... 173 Figura 5.20a. Caso 5. Imagem visível ................................................................................... 173 Figura 5.20b. Caso 5. Imagem infravermelho 900nm ............................................................ 173 Figura 5.20c. Caso 5. Imagem com fusão de dados.............................................................. 173 Figura 5.21a. Caso 5. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem visível............................. 173 Figura 5.21b. Caso 5. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem infravermelho 900nm ...... 173 Figura 5.21c. Caso 5. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem com fusão de dados........ 173 Figura 5.22a. Caso 6. Histogramas RGB e cinza imagem visível .......................................... 175 Figura 5.22b. Caso 6. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm ................... 175 -XIII- Figura 5.22c. Caso 6. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados..................... 175 Figura 5.23a. Caso 6. Imagem visível ................................................................................... 175 Figura 5.23b. Caso 6. Imagem infravermelho 900nm ............................................................ 175 Figura 5.23c. Caso 6. Imagem com fusão de dados.............................................................. 175 Figura 5.24a. Caso 6. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem visível............................. 175 Figura 5.24b. Caso 6. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem infravermelho 900nm ...... 175 Figura 5.24c. Caso 6. Perfis radiométricos RGB e cinza - imagem com fusão de dados........ 175 Figura 5.25.: Vista desde o terreno dos quatro setores determinados pela ACP.................... 178 Figura 5.26.: Imagem do Sistema de Reconhecimento Aéreo- Modo infravermelho 900nm... 180 Figura 5.27.: Imagem do Sistema de Reconhecimento Aéreo - Modo infravermelho 720nm.. 181 Figura 5.28.: Imagem do Sistema de Reconhecimento Aéreo- Modo visível cor.................... 181 Figura 5.29.: Pares estereoscópicos de imagens infravermelho 900nm ................................ 182 Figura 5.30.: Pares estereoscópicos de imagens infravermelho 720nm ................................ 183 Figura 5.31.: Pares estereoscópicos de imagens infravermelho 900nm em área de estudo... 184 Figura 5.32.: Pares estereoscópicos de imagens espectro visível ......................................... 185 Figura 5.33.: Seqüência linear de imagens infravermelhas 900nm ........................................ 186 Figura 5.34.: Seqüência linear de imagens visíveis............................................................... 186 Figura 5.35.: Imagens falsa cor das áreas analisadas........................................................... 187 –— -XIV- LISTA DE MAPAS Mapa 3.1.: Planimetria geral da área de estudo ...................................................................... 54 Mapa 3.2.: Fotocarta da área de estudo ................................................................................. 55 Mapa 3.3.: Espécies de mangues cadastradas em 2001 no setor estudado ............................ 62 Mapa 3.4.: Altimetria em 2001 do setor estudado ................................................................... 64 Mapa 3.5.: Cadastro e função das propriedades em 2001 do setor estudado.......................... 67 Mapa 3.6.: Área edificada em 2001 no setor estudado............................................................ 70 Mapa 3.7.: Rede viária em 2001 do setor estudado ................................................................ 72 Mapa 3.8.: Sistema hídrico em 2001 no setor estudado .......................................................... 75 Mapa 3.9.: Esgotos cadastrados em 2001 no setor estudado ................................................. 78 –— -XV- LISTA DE TABELAS Tabela 3.1.: Características químicas da água em pontos primários de amostragem .............. 79 Tabela 3.2.: Características químicas da água em outros pontos da área de estudo ............... 80 Tabela 3.3.: Características dos esgotos registrados na área de estudo ................................. 81 Tabela 4.1.: Características dos filtros utilizados..................................................................... 85 Tabela 4.2.: Detalhe das aplicações desenvolvidas ................................................................ 89 Tabela 4.3.: Estrutura do SIG ............................................................................................... 102 Tabela 4.4.: Atividades de campo por data e atividade ......................................................... 113 Tabela 4.5.: Características dos modelos matriciais temáticos.............................................. 114 Tabela 4.6.: Características dos modelos matriciais contínuos.............................................. 118 Tabela 4.7.: Variáveis de entrada ao SE e tamanho de célula............................................... 128 Tabela 4.8.: Variáveis e valores de confiança calculados...................................................... 133 Tabela 4.9.: Variáveis destinadas à determinação de solos expostos ................................... 134 Tabela 4.10.: Estrutura da tabela de atributos para vincular SIG........................................... 146 Tabela 5.1.: Coordenadas centrais e dimensões das áreas utilizadas para fusão de dados .. 160 Tabela 5.2.: Estatísticos das imagens de cada setor analisado ............................................. 162 Tabela 5.3.: Superfície de setores homogêneos determinados pela ACP.............................. 178 –— -XVI- LISTA DE GRÁFICOS E QUADROS Gráfico 3.1.: Perfil topográfico NW – SE da área de estudo (longitudinal) ............................... 65 Gráfico 3.2.: Perfil topográfico SW – NE da área de estudo (transversal) ................................ 65 Gráfico 3.3.: Função das propriedades no setor de área de preservação permanente............. 66 Gráfico 3.4.: Função das propriedades no setor de serviços públicos e privados..................... 68 Gráfico 3.5.: Função das propriedades no setor de residências .............................................. 69 Gráfico 3.6.: Seções do rio Itacorubi intercessão com Av. Madre Benvenuta e da Saudade.... 74 Gráfico 3.7.: Seções do rio do Sertão intercessão Av. Madre Benvenuta e da Saudade.......... 76 Gráfico 4.1.: Aerolevantamentos da área de estudo disponíveis durante a pesquisa ............. 106 Gráfico 4.2.: Imagens de satélite da área de estudo disponíveis durante a pesquisa............. 116 Gráfico 4.3.: Variáveis temáticas utilizadas no Sistema Experto............................................ 129 Gráfico 4.4.: Variáveis contínuas utilizadas no Sistema Experto............................................ 130 Gráfico 5.1.: Monitoramento de uma área degradada no manguezal do Itacorubi – Período 1994/2002 ............................................................................................................................ 154 Gráfico 5.2.: Resultados da classificação por Sistema Experto ............................................. 155 Gráfico 5.3.: Recuperação da área degradada – Número de mangues por setor contíguo de solo exposto......................................................................................................................... 157 Gráfico 5.4.: Recuperação da área degradada – Custo do projeto por subárea..................... 158 Gráfico 5.5.: Fusão de dados – Caso 1................................................................................. 164 Gráfico 5.6.: Fusão de dados – Caso 2................................................................................. 166 Gráfico 5.7.: Fusão de dados – Caso 3................................................................................. 168 Gráfico 5.8.: Fusão de dados – Caso 4................................................................................. 170 Gráfico 5.9.: Fusão de dados – Caso 5................................................................................. 172 Gráfico 5.10.: Fusão de dados – Caso 6............................................................................... 174 Gráfico 5.11.: Componentes principais e zoneamento ambiental da área de estudo ............. 179 Gráfico 5.12.: Classificação por Sistema Experto das áreas com mangues considerando faixas hipsométricas ....................................................................................................................... 189 Gráfico 5.13.: Classificação por Sistema Experto das áreas com solos expostos considerando faixas hipsométricas ............................................................................................................. 190 Gráfico 5.14.: Classificação por Sistema Experto da seqüência de inundação do manguezal considerando faixas hipsométricas ....................................................................................... 191 Quadro 5.1.: Evolução da área degradada estudada no manguezal do Itacorubi .................. 153 Quadro 5.2.: Curva faixa hipsométrica – área coberta por mangues ..................................... 188 –— -XVII- LISTA DE ABREVIATURAS ACP Análise por componentes principais B Canal azul das imagens compostas (do Inglês blue) CCD Dispositivo de carga acoplada (do Inglês Coupled Charged Device) CP Componente principal DF Fusão de dados (do Inglês Data Fusion) DN Número digital (do Inglês digital number) E Leste G Canal verde das imagens compostas (do Inglês green) GPS Sistema de Posicionamento Global (do Inglês Global Positioning System) HSV Matiz, saturação e valor (do Inglês Hue, Saturation, Value) MD Margem direita MI Margem esquerda N Norte n.v. Nome vulgar R Canal vermelho das imagens compostas (do Inglês red) S Sul SE Sistema Experto (em Inglês Expert System) SEAD Sistema Espacializado de Apoio à Decisão (em Inglês Spatial Decission Support System) SIG Sistema de Informação Geográfica (em Inglês Geographic Information System) UT Unidades de turbidez UTM Projeção Mercator Transversa Universal (do Inglês Universal Transverse Mercator) W Oeste (do Inglês West) –— -XVIII- LISTA DE INSTITUIÇÕES CCA Centro de Ciências Agrárias CONAMA Comissão Nacional do Meio Ambiente FIG Federação Internacional dos Geômetras (do Francês Fédération Internationele des Geométres) IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IPUF Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis LCM Laboratório de Camarões Marinhos LFSG Laboratório de Fotogrametria, Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento UDESC Universidade do Estado de Santa Catarina UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UNL Universidade Nacional do Litoral (em Espanhol Universidad Nacional del Litoral) –— -XIX- LISTA DE UNIDADES DE MEDIDA km Quilômetro 103m ha Hectare 104m2 m Metro --- mm Milímetro 10-3m µm Micrômetro 10-6m nm Nanômetro 10-9m mg Miligrama 10-3g l Litro --- s Segundo --- –— -XX- LICENÇAS DOS PROGRAMAS UTILIZADOS ArcView® GIS 8.2 for Windows™ Single Use Keyed KEY554997377 ® AutoCAD Release 14 220-00087919 Roque A. Sánchez Dalotto ® ERDAS Imagine Version 8.4 ® FoxPro for Windows™ Version 2.6a ® System ID: fb3ad29600fb Microsoft Office 97 Standard ® Microsoft Visual Basic 4.0 ® VisãoGEO Ltda. 22693-072-0408081 Roque A. Sánchez Dalotto ® ® VisãoGEO Ltda. 8135-1811406 Roque A. Sánchez Dalotto 36985-077-0100033-87817 Roque A. Sánchez Dalotto Microsoft Windows™ 95 18796-OEM-0013111-81005 Roque A. Sánchez Dalotto Microsoft® Windows™ ME 52782-OEM-0009147-00113 Roque A. Sánchez Dalotto ® ® Microsoft Word 2000 29200-OEM-0080751-00029 Roque A. Sánchez Dalotto –— -XXI- RESUMO SÁNCHEZ DALOTTO, Roque Alberto. Estruturação de dados como suporte à gestão de manguezais utilizando técnicas de geoprocessamento. Florianópolis, 2003. 242p., Versão Português e Versão Espanhol. Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil. A linha de pesquisa nesta investigação esteve dirigida à estruturação da base formal de conhecimentos para um plano de gestão costeira, considerando-se alternativas metodológicas baseadas no geoprocessamento. Para sugerir alternativas de soluções na gestão de áreas costeiras por meio da aplicação de um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões (SEAD) administrado por um Sistema de Informações Geográficas (SIG), geraram-se dados a partir da convergência funcional de três técnicas: a estruturação de uma rede de decisões num Sistema Experto (SE), destinada a efetuar classificações assistidas baseadas em dados obtidos por sensoriamento remoto e técnicas de medição direta, a programação de rotinas específicas para o controle, o desenho, implementação e aplicação de um sistema de reconhecimento digital infravermelho. Analisou-se o estado da arte vinculado à situação atual do tema estudado, considerando a gestão costeira como caso particular da gestão territorial, a sua relação com a gestão local, tendências atuais de gestão, visão da problemática das áreas litorâneas protegidas, expectativas que atingir-se-ão por meio de um plano de gestão costeira, e o marco institucional e administrativo no qual desenvolveu-se a investigação. Realizou-se uma análise retrospectiva do tema, estudando-se as técnicas de geoprocessamento atualmente disponíveis para serem aplicadas nos planos de gestão costeira. O setor estudado foi uma área de gênesis fluviomarítima associada ao manguezal de Itacorubi (27º34’S; 48º32’W), localizado na costa Oeste da ilha de Santa Catarina, estado de Santa Catarina, Brasil. A pesquisa possibilitou a caracterização das condições naturais e antrópicas de uma área de estudo que abrangeu 228ha. Foram integrados dados de componentes ambientais da área a um SIG, fato que possibilitou a análise objetiva das características métricas e temáticas que caracterizam-na, viabilizando paralelamente a estruturação do núcleo operativo que administrou o SEAD. O método utilizado apresentou-se dividido em cinco etapas. Na primeira sintetizou-se como foi atingido o conhecimento técnico formal da área, a definição da problemática e a formulação das hipóteses de trabalho. Na segunda, detalharam-se os processos para a preparação dos dados de entrada ao SIG e sua adaptação como centro operativo do SEAD. Na terceira, caracterizou-se a área de estudo em setores ambientalmente homogêneos aplicando uma técnica de análise por componentes principais. Na quarta, detalhou-se a estruturação e aplicação da rede de decisões por meio do SE. Na quinta, realizou-se a integração do SEAD. Apresentaram-se os resultados principais e intermediários obtidos durante o desenvolvimento da investigação. Analisou-se a validade dos mesmos, as possibilidades e as limitações para a transferência a outras áreas de manguezais por meio da avaliação qualitativa e quantitativa das hipóteses consideradas. Tanto os resultados obtidos quanto as conclusões extraídas demonstraram a adequação da proposta metodológica baseada no geoprocessamento para estruturar a base de conhecimentos técnicos que são factíveis de serem integrados em um plano de gestão costeira. Palavras-chave: base de conhecimentos técnicos, gestão costeira, geoprocessamento, manguezal. –— -XXII- RESUMEN SÁNCHEZ DALOTTO, Roque Alberto. Estructuración de datos como soporte a la gestión de manglares utilizando técnicas de geoprocesamiento. Florianópolis, 2003. 242p., Versión Portugués y Versión Español. Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil. La línea de trabajo en esta investigación se concentró en la estructuración de la base formal de conocimientos para un plan de gestión costera, considerando alternativas metodológicas apoyadas en geoprocesamiento. Para sugerir alternativas de soluciones a la gestión de áreas costeras por medio del uso de un Sistema Espacializado de Apoyo a las Decisiones (SEAD) administrado por un Sistema de Informaciones Geográficas (SIG), se generaron datos a partir de la convergencia funcional de tres técnicas: la estructuración de una red de decisiones en un Sistema Experto (SE), destinada a efectuar clasificaciones asistidas basadas en datos obtenidos por teledetección y técnicas de medición directa; la programación de rutinas de control específicas; y el diseño, implementación y aplicación de un sistema de reconocimiento digital infrarrojo. Se analizó el estado del arte vinculado a la situación actual del tema abordado, considerando la gestión costera como caso particular de gestión territorial, su relación con la gestión local, tendencias actuales de gestión, visión de la problemática de las áreas litorales protegidas, expectativas que se desprenden de un plan de gestión costera y marco institucional y administrativo en el cual estuvo inserta la investigación. Se realizó un análisis retrospectivo del tema, estudiándose las técnicas de geoprocesamiento actualmente disponibles para ser aplicadas en los planes de gestión costera. El sector estudiado fue un área de génesis fluviomarítima asociada al manglar de Itacorubi (27º34’S; 48º32’W) localizado en la costa Oeste de la isla de Santa Catarina, estado de Santa Catarina, Brasil. La pesquisa permitió caracterizar las condiciones naturales y antrópicas de un área de estudio que abarcó 228ha. Fueron integrados datos de componentes ambientales del área a un SIG, lo cual permitió analizar objetivamente las características métricas y temáticas que la caracterizan, además de posibilitar la estructuración del núcleo operativo que administró el SEAD. El método utilizado se presentó dividido en cinco etapas. En la primera se sintetizó cómo se llegó al conocimiento del área, planteo de la problemática y formulación de hipótesis de trabajo. En la segunda, se detallaron los procesos para preparación de los datos de entrada al SIG y su adaptación como centro operativo del SEAD. En la tercera, se caracterizó el área de estudio en sectores ambientalmente homogéneos aplicando una técnica de análisis por componentes principales. En la cuarta, se detalló la estructuración y aplicación de la red de decisiones por medio del SE. En la quinta, se realizó la integración del SEAD. Se presentaron los resultados principales e intermedios obtenidos durante el desarrollo de la investigación. Se analizó la validez de los mismos, las posibilidades y las limitaciones para la transferencia a otras áreas de mangle por medio de la evaluación cualitativa e cuantitativa de las hipótesis postuladas. Tanto los resultados obtenidos como las conclusiones extraídas demostraron la adecuación de la propuesta metodológica basada en geoprocesamiento para estructurar la base de conocimientos técnicos que son factibles de ser integrados a un plan de gestión costera. Palabras clave: base de conocimientos técnicos, gestión costera, geoprocesamiento, manglar. –— -XXIII- ABSTRACT SÁNCHEZ DALOTTO, Roque Alberto. Geoprocessing-based data structuration for environmental management of mangroves. Florianópolis, 2003. 242p., Portuguese and Spanish version. Santa Catarina Federal University, Brazil. Preparation of the technical knowledge base formal frame in a coastal management plan was the main research line of this work. A Geographic Information System (GIS) based Spatial Decision Support System (SDSS) was structured. The elaboration of alternative environmental solutions for coastal areas management plans was the central goal of this system. Environmental-related data for SDSS feeding was created using three techniques: an Expert System (ES) based decision network for remote-sensed and field data classification, programming of specific software control routines and implementation of an infrared digital reconnaissance system. Coastal management plans as land management case and technical state-of-the-art was analyzed. Also, actual trends in local management, environmental protected seashores, expected results and institutional research frames in coastal policies were revised. Available geoprocessing techniques such as SDSS, remote sensing, GIS, numeric models, ES, data fusion, multivariate statistics, digital elevation models and GPS positioning techniques were studied. The study area was a riverine transition formation, related to Itacorubi mangrove (27º34’S; 48º32’W), which is located in the West coast of Santa Catarina island, Santa Catarina state, Brazil. Covering 228ha, natural and man-made landscape conditions in the study area were analyzed. Using a GIS, environmental components data were integrated. This fact allowed objective metric and thematic quantifications, becoming GIS environment the operational SDSS core. Method was divided into five main steps. During the development of the first one, it was possible to reach the formal landscape knowledge for the area and the isolation of the main landscape problems. Two hypotheses were elaborated. GIS data preparation was performed during the second step. Environmental characterization using principal components multivariate techniques was realized in the third step. During the fourth step, the ES decision network was developed. It was applied in different case studies using remote-sensed and field-truth data. Finally, in the fifth step, solutions to specific environmental problems applying SDSS were elaborated. Main and secondary results are discussed. Spatial and time validations, such as methodological restrictions and technology transfer to other mangrove areas were analyzed. Both results and conclusions demonstrated that proposed methodological alternatives using a geoprocessing-based structure are suitable for implementation of the technical knowledge base in coastal management plans. Key words: technical knowledge base, coastal management, geoprocessing, mangle. –— -1- CAPÍTULO 1 APRESENTAÇÃO DO TEMA ESTUDADO RESUMO DO CAPÍTULO 1 A linha principal de trabalho nesta investigação está definida pela estruturação da base formal de conhecimentos em um plano de gestão costeira. A estruturação de uma rede de decisões executada por um Sistema experto (SE), apoiada em dados obtidos por sensoriamento remoto e técnicas de medição direta administradas por um Sistema de Informações Geográficas (SIG) aponta a resolver determinados problemas ambientais e sugerir alternativas de soluções à gestão de áreas costeiras por meio do uso de um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões (SEAD) 1.1. CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES A compreensão de determinadas situações ambientais vinculadas à solução de problemas de carência de informação, bem como a consolidação da base formal de conhecimentos destinados aos planos de gestão em áreas costeiras pode ser alcançada a partir da aplicação um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões (SEAD). Tal afirmação constitui a linha principal que caracterizou o desenvolvimento desta investigação, realizada entre 2000 e 2002. Em particular, este trabalho trata da estruturação e da aplicação de uma rede de decisões executada por um Sistema Experto (SE), apoiada em dados obtidos por sensoriamento remoto e técnicas de medição direta, organizados e administrados por meio de um Sistema de Informações Geográficas (SIG). Também o desenvolvimento de um sistema digital de reconhecimento aéreo permitiu ensaiar e incorporar uma técnica para obtenção de dados destinados à avaliação ambiental. Com a concretização da investigação, conseguiu-se conformar uma alternativa metodológica fundamentada em um SEAD para elaborar a base técnico-científica de um plano de gestão da área costeira estudada. -2- 1.1.1. Contexto de aplicação Durante o desenvolvimento do trabalho utilizaram-se técnicas que, quando aplicadas pelos planejadores, permitem resolver determinados problemas ambientais, sugerir respostas e apoiar na tomada de decisões dentro de um marco de gestão territorial. No contexto político-administrativo da gestão, e de modo geral como indica CAVALCANTI WALCACER (1993), interpretou-se que a falta de recursos humanos, financeiros e tecnológicos do poder público aparece como o motivo principal para enfrentar os problemas ambientais, embora a verdadeira razão muitas vezes seja a falta de vontade política para enfrentar as causas e os responsáveis por tal situação. Por delegação da Constituição Federal Brasileira de 1988 outorgou-se certo grau de autonomia aos municípios brasileiros no que diz respeito à sua própria gestão territorial por meio dos planos diretores, orientando os objetivos a ordenar o pleno desenvolvimento das funções sociais da cidade para garantir o bem-estar de seus habitantes. Esta investigação esteve inserida nesse nível de estruturação da gestão. Além destes critérios citados, pode considerar-se no âmbito analisado um conjunto de situações reais vinculadas ao meio, definidas como impactos. Sendo tanto positivos como negativos, os impactos se definem na Resolução CONAMA 001/86 como uma alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causadas por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, vinculam-se à saúde, à segurança e ao bem-estar da população, às atividades sociais e econômicas, à biota, às condições estéticas e sanitárias do meio ambiente e à qualidade dos recursos ambientais. Não obstante, verificou-se que a utilização de conhecimentos informais 1 sobre áreas de estudo vinculadas às atividades de monitoramento ambiental de áreas costeiras é um fato repetido, considerando-se em conseqüência que uma alternativa metodológica neste sentido contribuiria à objetividade necessária em tais tarefas. Para desenvolver técnicas que otimizem o estudo, aproveitamento, prevenção ou correção destes impactos, a pesquisa se apoiou no conceito de avaliação ambiental. Entendido como meio que permite obter dados e informações que registram aspectos qualitativos e quantitativos sobre de um fenômeno originado por causas naturais ou induzidas, a avaliação ambiental insere-se neste trabalho como diretriz principal articulada à perspectiva de integração com novas técnicas de observação que gerem dados para apoiar à tomada de decisões na gestão territorial. Dentro de essa integração, nas tarefas vinculadas à manutenção dos sistemas centrais de informação que são aplicados em tarefas de avaliação, monitoramento ambiental ou -3- gestão territorial, incluem-se aspectos relacionados aos atributos geométricos e descritivos dos elementos da paisagem. Na visão de GODWIN (1999), estes formarão parte das base de dados operativas nos SIG derivados. Não obstante, a situação atual em vários países indica que a informação destinada ao funcionamento destes sistemas centrais de informação circula de modo isolado, sem integrar-se às novas tecnologias e com processamentos de valor reduzido com relação à magnitude do empreendimento; por isto, entendeu-se que o desenvolvimento deste trabalho contribuirá a incrementar o valor agregado da informação utilizada nos planos de gestão. Com relação ao contexto geográfico, o ensaio de integração de técnicas para obtenção de um método destinado a elaborar a base técnico-científica de um plano de gestão costeira se apoiou no estudo de 228ha do manguezal do Itacorubi (Figura 1.1), dentro da qual estabeleceu-se um área de preservação permanente integrante da formação litorânea fluviomarítima localizada na ilha de Santa Catarina, Brasil. A área protegida está compreendida dentro de 8000km de costas atlânticas brasileiras, apresentando como características principais um perfil florístico dominado por uma espécie arbórea, com solos lamacentos e arenosos. Embora a área periférica esteja definida como urbana a partir do zoneamento efetuado por diferentes órgãos de planejamento, aqui articulam-se ocupações do solo típicas de áreas urbanas e rurais, integrando-se em espaços de transição característicos. 12km 15km Figura 1.1.: O manguezal do Itacorubi localizado no centro da área circular. Modelo digital do terreno com imagem de satélite LandSat 457+8 (1999) 1 Entendeu-se por conhecimentos informais aqueles que, sob uma estrutura carente de avaliações qualitativas e quantitativas, são retransmitidos entre os usuários tanto em forma verbal como em forma de relatórios escritos, geralmente emitidos por autoridade não competente. -4- Os manguezais são um elemento preponderante nas costas tropicais e subtropicais. Como tais, estão sujeitos a uma variedade de práticas destrutivas causadas pela atividade do homem. Como indicam as quantificações realizadas por UMALI ET AL. (1987) e HATCHER ET AL. (1989) citadas por ROBERTSON (1992), o incremento de perda de superfícies de manguezais no mundo aumenta. ROBERTSON & ALONGI (1992) indicam que, agregado a estas práticas destrutivas, as decisões dos planejadores sobre os ecossistemas dos manguezais são feitas freqüentemente sem o conhecimento fundamental e adequado dos processos que controlam as funções naturais deste tipo de ambiente. Neste sentido, existem escassos estudos sobre a resposta das comunidades de mangues às perturbações externas, por isso precisa-se de investigações que ajudem a entender os padrões e os processos neste tipo de sistemas, beneficiando o desenvolvimento sustentável da comunidade local. Estes autores salientam que muitos estudos sobre manguezais no mundo estão guiados pelo empirismo, e poucos investigadores interpretam seus resultados dentro de um marco de planejamento e gestão. Paralelamente a esta situação, concordando com ROBERTSON (1992), entende-se que um desafio para os investigadores sobre manguezais é a adequada comunicação de seus resultados e a inserção social destes, considerando a formação de recursos humanos preparados para educar à comunidade e aos funcionários que terão a responsabilidade da decisão política. 1.1.2. Motivação pessoal para realização do estudo Uma investigação destinada a desenvolver tese de doutorado deve caracterizar-se por sua objetividade na apresentação do problema, análise crítica comprometida com a verdade e consistência das conclusões. A motivação, por tratar-se do motor inicial que possibilita encarar e manter a investigação, contém critérios e elementos de caráter pessoal ou subjetivo, os quais permitiram manter latente um contínuo nível de empenho frente às diversas etapas de desenvolvimento da tese. Desta maneira, são definidas duas linhas motivadoras que levaram a trabalhar na gestão e avaliação ambiental vinculadas à Cartografia e Sensoriamento Remoto. A primeira linha atende motivações acadêmicas relacionadas com a continuidade dos estudos e atividades desenvolvidas desde inícios da década de 1980 pelo autor nas áreas de Cartografia, Sensoriamento Remoto e, ultimamente, em Cadastro Técnico Multifinalitário e Gestão Territorial. A segunda linha motivadora se focaliza na preocupação pessoal em contribuir com os processos de síntese de informação vinculados ao incremento da capacidade analítica de interpretação visual do homem. Aqui, os físicos e matemáticos que sustentam a -5- ciência moderna, ajudaram a justificar este desafio: no Primeiro Discurso de “La Dioptrique” de DESCARTES2, onde se conceitua e descreve a natureza da luz, encontrou-se um dos principais estímulos para desenvolver a pesquisa. Indica Descartes em seu texto original do ano 1637: “Toda conduta de nossa vida depende de nossos sentidos, entre os quais, a visão é o mais geral e nobre. Não há dúvida que as invenções que servem para aumentar sua potência, são das mais úteis que possam existir”3. Também LEONARDO DA VINCI4, na compilação de seus escritos conhecida como “Trattato della pittura”, do ano 1550, ressalta a importante função dos mecanismos analíticos da visão sobre os outros sentidos, apresentando de certo modo, uma original introdução ao sensoriamento remoto: “O olho, a distâncias e meios adequados, enganase em sua função menos que os outros sentidos... O ouvido muito se engana nos lugares e distâncias dos objetos; ...o olfato não determina o ponto do qual se origina um aroma; o gosto e o tato, que só tocam o objeto, apenas têm notícias do mesmo”5. Galileo6, Boyle7 em “Experiments and Considerations Touching Colours”, Hooke8 na “Micrographia”, Newton9 em “Philosophical Transactions” e “Opticks”, Huygens10, Leibniz11 e outros pensadores, filósofos e cientistas, com seus legados à ciência óptica, também analisaram o funcionamento e problemas dos dispositivos sensores da luz, destacando a importância das contribuições técnicas na linha de interpretação visual. Não obstante estas palavras prévias, esclarece-se que a diretriz para desenvolver este trabalho não está centrada em uma posição rígida, onde a superioridade teórica é apresentada como a única fonte de conhecimento, nem na superioridade prática da ciência, onde todos os problemas podem ter solução a partir do conhecimento científico. Especificamente, buscou-se alcançar uma solução real, eficiente e aplicável aos problemas ambientais considerados na gestão territorial que envolvem a extração e síntese de informação a partir do uso de imagens e aplicação de técnicas de geoprocessamento. Descartes, René (1596-1650). Filósofo, matemático e físico francês, criador do Cartesianismo, método de raciocínio apoiado na dúvida metódica, o materialismo e o conhecimento. 3 “Toute la conduite de notre vie depend de nos sens, entre lesquels celuy de la veüe estant le plus vniuersel & le plus noble, il n’y a point de doute que les inuentions qui seruent a augmenter sa puissance, ne soyent des plus vtiles qui puissent estre”. DESCARTES, RENÉ. La Dioptriqve in: Œuvres de Descartes 6. Publiées par Charles Adam & Paul Tannery. Paris : LIBRAIRIE PHILOSOPHIQUE J. VRIN, 1996. 737p. 4 Leonardo dá Vinci (1452-1519). Pintor, escultor, físico, engenheiro, escritor, músico, naturalista e arquiteto italiano do Renascimento, caracterizado pela ousadia e antecipação de seus estudos e resultados. 5 “L’occhio nelle debite distanze e debite mezzi meno s’inganna nel suo ufficio che nessun altro senso...Ma l’orecchio forte s’inganna ne’siti e distanze de’suoi obietti;...l’odorato meno si certifica del sito donde si causa un odore; ma il gusto ed il tatto, che toccano l’obietto, han soli notizie di esso tatto”. DA VINCI, LEONARDO. Trattato della pittura. A cura di Mimma Dotti Castell1. 1a. edizione. Colognola ai Colli (VR), Italia : DEMETRA S.R.L., 1997. 377p. 6 Galileo Galilei (1564-1642). Matemático, físico e astrônomo italiano, promotor do método experimental nas ciências. 7 Boyle, Robert (1627-1691). Físico e químico irlandês, orientou suas experiências a determinar o comportamento dos gases. 8 Hooke, Robert (1635-1703). Astrônomo e físico inglês, estudou, entre outros temas, a natureza da luz. 9 Newton, Isaac (1642-1727). Matemático, físico, astrônomo e filósofo virilhas, analisou, entre inumeráveis tema, a decomposição da luz. 10 Huygens, Christian (1629-1695). Físico, geômetra e astrônomo holandês, estudou a refração da luz. 11 Leibniz, Gottfried Wilhelm (1646-1716). Filósofo e matemático alemão, criou os métodos de cálculo que permitiram, junto com trabalhos de outros contemporâneos, modelar matematicamente os fenômenos que regem a mecânica da luz. 2 -6- Nestes parágrafos evidenciou-se a linha de trabalho que foi desenvolvida. Embora utilizando a tecnologia atual disponível, partiu-se da premissa que a problemática do uso e otimização dos sensores remotos para benefício do homem, conjuntamente com a evolução das técnicas utilizadas para aquisição e classificação de dados, já é contemporânea com o pensamento moderno dos três últimos séculos. Esta situação fez que não fosse preciso forçar a introdução na pesquisa de conceitos pouco usuais ou utilizar a freqüente justificativa de mudanças de paradigmas12. Como síntese, o resumo dos motivos pessoais que apoiaram a pesquisa poderia justificar-se por palavras de Boccaccio 13, quando em uma de suas obras caracteriza a um doutor expressando que “estudou cuidadosamente, não para vender a ciência ao varejo, como muitos fazem, mas sim para saber as coisas e a razão delas...” Finalmente, quanto ao idioma do trabalho, o mesmo foi originalmente redigido em língua espanhola. Isto obedece a duas razões: a primeira, que esse idioma é a língua mãe do autor, fato que favorece a clareza conceitual e de estilo quando trata-se de transmissão de idéias; a segunda obedece a razões de penetração idiomática do espanhol no âmbito acadêmico e científico internacional. Sem chegar ao número de publicações que se realizam em inglês -a língua franca atual-, o espanhol ostenta uma posição privilegiada entre as línguas modernas ocidentais no que diz respeito a este tipo de publicações. Por motivos acadêmicos, apresentou-se a versão traduzida ao português. 1.1.3. Alcances do trabalho realizado Para estabelecer pautas de validade, aplicação e transferência das técnicas e métodos utilizados, bem como para determinar a vigência dos resultados e conclusões obtidas, foi necessário estabelecer os alcances do trabalho realizado, considerando limites geográficos, temporais e funcionais. Geograficamente, conta-se com um âmbito formal de aplicação ou área de estudo de aproximadamente 228ha nas quais está inserida a área de preservação permanente citada, a qual seria indicada como primeira restrição. Áreas similares nas quais se Para definir paradigma se concorda em que os mesmos representam um conjunto de conceitos fundamentais que, em um certo tempo ou época, definem o caráter, direção ou orientação da investigação científica (Freire-Maia, 1990). Na ciência, há várias etapas que podem determinar durante a vida ou evolução de um paradigma, desde sua introdução até a substituição por outro. Inicialmente, este conjunto de conceitos fundamentais participará das atividades científicas de maneira direta, contribuindo com soluções aos problemas expostos. Os avanços próprios em cada disciplina evidenciarão exceções não previstas anteriormente, com o que se consegue uma ampliação dos limites de aplicação do conjunto de conceitos, embora em detrimento da rigidez do paradigma. Pode ocorrer então, lenta ou drasticamente, uma alteração nos conceitos, redefiniendo o caráter, direção ou orientação mencionados para a investigação científica, no que se conhece como mudança de paradigmas. Neste ponto cabe a alternativa que não surja um novo paradigma, mas sim as exceções ou anomalias sejam resolvidas dentro do conjunto próprio de conceitos fundamentais existentes, ou que as exceções achadas sejam desconsideradas até uma próxima solução, quando se contar com recursos mais adequados para encarar o problema. A mudança de paradigmas deverá consolidar-se para impor o novo conjunto de conceitos, com o qual se dará início novamente o ciclo de vida do paradigma. (Adaptado da Freire-Maia, N. A ciência por dentro. Petrópolis (RJ) : Editora Vozes Ltda., 1990. 262p.) 12 -7- poderiam aplicar as técnicas e métodos utilizados nesta investigação, assim como para relacionar os resultados e conclusões se restringem às áreas de transição fluviomarítima localizadas na parte Sul da Costa Sudeste Brasileira, compreendida pela área litorânea Sul do estado do Paraná e as costas do estado de Santa Catarina até o Cabo da Santa Marta. Esta condição geográfica, considerada com maior gradiente restritivo para o Norte e com menor para o Sudoeste, fundamenta-se em critérios de homogeneidade morfológica estabelecidos por REIS ET AL. (1999), considerações sobre o clima expostas por NIMER (1990), sobre a hidrografia (OLIVEIRA JUSTUS, 1999) e sobre a vegetação (LEITE & KLEIN, 1990). As restrições temporais aplicáveis a este trabalho, associadas à validade dos dados e dos resultados são difíceis de definir, dada a dinâmica diferenciada que encontrou-se nos componentes ambientais considerados. Comparando a evolução dos fenômenos e elementos estudados por PANITZ (1986) e por BERNARDY (2000), poderia indicar-se que, persistindo as tendências atuais no que diz respeito ao gerenciamento da área estudada, a validade dos dados, resultados e considerações deste trabalho poderia estender-se por aproximadamente quatro a cinco anos, enquanto que aspectos tais como ocupação do solo, cadastro e zoneamentos administrativos da área com maior intervenção antrópica deveria restringir-se a dois ou três anos. Logo depois dos períodos indicados, deveriam correlacionar-se os estados descritos dos componentes ambientais estudados nesta pesquisa com novos dados da área. As restrições funcionais da investigação se vinculam com a função da base técnicocientífica em um âmbito definido de gestão costeira. Com relação aos critérios sustentados por diversos autores no que diz respeito ao estabelecimento de linhas de trabalho para a implantação de um plano de gestão destinado ao manejo de áreas costeiras, coincide-se com que a mesma precisa de um sustento técnico-científico expressivo. Considerando que este trabalho poderia contribuir com elementos significativos nesse sentido, atendeu-se não obstante a recomendação de MARSON (1996), que indica que o conhecimento científico relativo aos processos ambientais, embora não seja exaustivo, pode ser suficiente para servir como base para orientar as ações de um plano de gestão, mas que este isolada e independentemente do marco institucional, político, administrativo, social, cultural e outros, não será capaz de executar ações práticas, sem capacidade para definir quais medidas serão ótimas para certo tempo ou espaço. Do mesmo modo, o marco institucional não é capaz de usar esse conhecimento sem a participação de especialistas para atuar sobre situações ambientais determinadas. Em conseqüência, os resultados e as considerações surgidas deste trabalho estão destinadas 13 Boccaccio, Giovanni (1313-1375). Primeiro grande prosista italiano do Pré-Renascimento. -8- a demonstrar que a compreensão de determinadas situações ambientais vinculadas à solução de problemas de carência de informação e à consolidação da base formal de conhecimentos técnico-científicos na gestão de áreas costeiras, pode ser alcançada a partir da aplicação um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões. Ressalta-se que a elaboração de alternativas metodológicas viáveis e concretas não implicam a determinação de linhas especificas de ação na fase institucional de implantação do plano de gestão. 1.1.4. Advertência sobre restrições conceituais Embora em várias referências bibliográficas consultadas referem-se à inserção dos SE dentro do campo da Inteligência Artificial (IA), senhala-se que este conceito foi pouco utilizado neste trabalho, atendendo restrições semânticas e práticas, as quais destacamse aqui com a finalidade de posicionar criticamente ao autor com relação a estes pontos. No campo semântico, e analisando cada termo por separado, entendeu-se “inteligência” como a capacidade de um indivíduo para ajustar seu pensamento às novas exigências (STERN in RABUSKE, 1995), compreendendo e conhecendo um fato determinado. Compreender está vinculado a entender, conceber, discernir ou decifrar algo, enquanto que conhecer se liga ao fato de formar um certo julgamento sobre alguma coisa. O termo “artificial” faz referência a todo aquilo feito pela mão do homem, em contraposição direta ao termo natural. IA seria então a capacidade criada pelo homem que permite a adaptação a novas situações por meio da compreensão e do conhecimento. Atendendo o conjunto de palavras, IA é definida pelos especialistas da área de forma diversa, muitas vezes de modo superficial e volátil; em geral, achou-se convergência no sentido que IA seria a aquisição e aplicação de conhecimentos implementados para resolver problemas por meio de técnicas desenvolvidas pelo homem. Não concorda-se com a utilização indiscriminada do termo “conhecimento” (integrante da maior parte das definições da IA) por achar-se este associado dentro das línguas latinas a uma idéia vinculada a discernimento, compreensão ou raciocínio, próprias de outro tipo de atividades. Portanto, adotou-se a posição crítica neste trabalho de entender e utilizar o termo “conhecimento” das definições dos especialistas em Informática por “regras apoiadas em especialistas”: desta forma, chegou-se à adequação da definição de IA, entendendo-se que os SE utilizados estariam dentro da área da Informática que atende a aplicação de regras apoiadas em especialistas, implementadas para resolver problemas por meio de técnicas desenvolvidas pelo homem. -9- Considerando as restrições práticas no uso do conceito de IA, analisou-se o tema de um ponto de vista apoiado na visão funcional do processo volitivo de conceituação. Este processo implica a integração dentro do processo do pensamento, que consiste na fusão de realidades perceptivas isoladas por um mecanismo de abstração e unidas sob os alcances de uma definição específica, tal como indica RAND (1991). Concordando com este autor, pode indicar-se que, através da reorganização contínua destes conceitos em outros mais complexos, o homem é capaz de compreender, reter, identificar e integrar uma quantidade ilimitada de conhecimento. As realidades perceptivas são registradas involuntariamente pelos órgãos sensoriais do homem. Também é involuntariamente que o cérebro organiza estas realidades. Mas a integração de percepções em conceitos é um ato volitivo que distingue ao homem de qualquer outra espécie animal. Por meio destes atos regulados pela consciência é que pode-se criar contextos para compreender relações, diferenças e similitudes, para inferir, deduzir, concluir e, em definitiva, para ampliar os conhecimentos sempre de modo crescente. Estas faculdades próprias do homem não garantem a infalibilidade dos seus conhecimentos, sendo necessários atos que permitam discernir o verdadeiro do falso, retroalimentando seu próprio sistema de raciocínio para finalmente validar e sustentar suas conclusões. Esta é outra característica que, além do conhecimento volitivo, distingue à espécie. Por isso, sustenta-se que IA é um conceito técnico ou visão esquemática e simplificada de qualidades superiores inerentes ao homem, conceito que, na atualidade, dista muito dos mais evoluídos sistemas computacionais para poder equipará-lo à inteligência em seu sentido e significado exaustivo. Finalmente, logo depois de apresentar estas restrições ao uso por extenso da idéia da IA neste trabalho, e atendendo suas relações com o SE -instrumento central nesta investigação-, destaca-se que a aplicação desta técnica limitou-se à elaboração por computador de uma seqüência linear de rotinas dentro de uma rede de decisão para resolver problemas determinados, sem propiciar-se relação com conceitos polêmicos da IA, próprios da Informática. –— -10- 1.2. APRESENTAÇÃO DO TEMA ESTUDADO 1.2.1. Relevância, caráter inédito e contribuição ao tema estudado O tema de estudo centralizou-se na estruturação metodológica para consolidar a base técnico-científica destinada à resolução de determinados problemas ambientais em áreas de manguezais, aplicando um SEAD e integrando SE e SIG como técnicas para gerar e gerenciar dados apoiados em sensoriamento remoto e medição direta. A relevância global da análise deste tema está, a critério do autor, em que a disponibilidade crescente de recursos informáticos e fontes de dados podem ser aplicados satisfatoriamente ao controle e gestão do meio ambiente, utilizando cada vez mais recursos que possibilitam a obtenção de respostas objetivas e precisas aos problemas considerados. Esta linha de ação articula-se de forma concreta com a realidade mundial no que diz respeito às tendências de avaliação e monitoramento dos recursos naturais e gestão territorial. Relaciona-se com o universo do tema compartilhando as preocupações crescentes dos investigadores com intenções em desenvolver técnicas validadas por meios atuais, apoiadas no processamento de volumes expressivos de dados e informações em tempos concordantes com as necessidades de tomada de decisões e com benefícios econômicos positivos. A relevância particular do tema, associada ao ineditismo da pesquisa está centrado no fato que o estudo atende a estruturação de uma base formal de conhecimentos considerando a característica atípica de localização geográfica extrema do hábitat analisado (DIEGUES, 1999), vinculado a um meio antrópico que pressiona significativamente uma área de preservação permanente singular. Especificamente, trata-se das faixas de exceção formada por manguezais extratropicais, as quais são criadas por desvios locais das correntes marinhas cálidas dos oceanos. Dentro dessas faixas de exceção estão os manguezais da costa leste da América do Sul e da Austrália e da costa norte da Nova Zelândia. No caso da área de estudo, e por tratar-se de um manguezal extratropical, entende-se que qualquer ação destinada a compreender a realidade ambiental desta unidade para otimizar a gestão territorial dos elementos considerados, estará contribuindo de forma explícita à manutenção do limite sul dos manguezais no mundo. A estruturação da base técnico-científica para a avaliação de certos aspectos ambientais da área estudada, onde interagem um hábitat atípico e um meio significativamente antropizado, analisada por meio da aplicação de um SEAD como instrumento de apoio à gestão, não conta na atualidade com resposta obtida por este tipo -11- de técnicas. Este fato justifica a pesquisa, considerando que a solução dos problemas expostos, em maior ou menor medida, poderá ser transferida a situações similares em espaços geográficos vizinhos. Considerando a evolução relativamente recente dos programas que incluem rotinas e técnicas de SE, junto à maturidade dos SIG, é reduzida a aplicação conjunta destas ferramentas para conformar um SEAD orientado à avaliação ambiental de casos específicos em áreas fluviomarítimas. Paralelamente a esse caráter inexplorado da aplicação, o aspecto inédito do estudo também se apóia na aplicação de um sistema de reconhecimento para obtenção de seqüências de imagens digitais em diferentes setores do espectro eletromagnético. As imagens obtidas foram consideradas como dados de entrada ao SIG e como parte integrante de uma técnica de fusão de dados com fotografias aéreas processadas digitalmente em alta resolução planimétrica. Com relação à relevância local dos problemas considerados, os mesmos estão relacionados com o aumento da área destinada a moradias e serviços, em detrimento da área de preservação, e aos conflitos entre a ocupação prevista e a ocupação real do solo. Estudaram-se também problemas derivados ou subjacentes, tais como morte de exemplares de mangue por possível ação antrópica e recuperação de áreas de preservação a partir da desativação de áreas de serviços, ensaiando-se alternativas técnicas como solução, visando minimizar as conseqüências originadas pelos conflitos detectados. Finalmente, sua contribuição como tema de estudo se fundamenta no desenvolvimento de uma nova seqüência ou convergência de métodos e técnicas cientificamente apoiadas, destinada a resolver problemas ambientais e sugerir soluções orientadas à tomada de decisões em gestão territorial. 1.2.2. Hipóteses consideradas Na estruturação do espaço geográfico, SANTOS (1996) incorpora quatro elementos de análise, incluindo: a forma ou representação dos aspectos visíveis da paisagem, a função desempenhada pela forma, a estrutura ou organização das formas e os processos vinculados às transformações temporais. Na área estudada, pode-se aplicar esta estruturação, de modo que os fenômenos considerados não são fatos isolados, estando reunidos junto aos critérios de uma realidade contínua e dinâmica modificada por agentes naturais e antrópicos. -12- Embora as hipóteses apresentam-se na primeira parte deste trabalho, funcionalmente foram alcançadas depois de conhecer a área e sua problemática ambiental, assim como depois de ter analisado o estado da arte por meio da revisão bibliográfica. Para formalizar a conformação de uma alternativa metodológica destinada a consolidar o sustento técnico-científico de um plano de gestão costeira, consideraram-se duas hipóteses de trabalho, apoiadas nos elementos citados para a estruturação do espaço geográfico. As mesmas foram submetidas ao processo de demonstração para outorgar validade dentro da área estudada. As hipóteses surgiram como resultado da avaliação de várias situações alternativas observadas na área de estudo, sendo que optou-se por algumas delas em função de sua relevância local e concordância com a linha temática deste trabalho. A primeira hipótese, de tipo conceitual, sustenta que se é aplicado um SEAD estruturado a partir de um SIG apoiado em Cadastro Multifinalitário, sensoriamento remoto e medições de campo, em SE baseado em redes de decisão e em programas específicos para modelagem de situações pontuais, então se incrementará a geração de conhecimentos formais da base técnico-científica, possibilitando o apoio objetivo na tomada de decisões vinculadas à gestão de áreas litorâneas e formações fluviomarítimas. Esta hipótese se ensaiou a partir das atividades desenvolvidas pelo Departamento de Aqüicultura, Centro de Ciências Agrárias (CCA) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Este departamento ocupa 6,3ha dentro do manguezal, e na atualidade o setor está na fase de recuperação do ambiente original (Figuras 1.2 e 1.3), considerando-se uma situacao adequada para aplicar as técnicas citadas. Figura 1.2.: Departamento de Aqüicultura – CCA, UFSC. À esquerda, vista de 1998. À direita, vista de 2002. A área em fase de recuperação se encontra no ângulo inferior direito -13- Figura 1.3.: Vista da área em fase de recuperação no CCA, UFSC Fotografia obtida em 2002 Como segunda hipótese, de tipo operativa, susteve-se que se são aplicadas técnicas para obtenção de imagens apoiadas em sistemas digitais multiespectrais de reconhecimento e em geoprocessamento visando a avaliação ambiental de áreas litorâneas, então se obterá apoio técnico para geração de dados temáticos compatíveis com esses processos, suprindo as atuais carências de qualidade métrica de produtos digitais por meio de técnicas de fusão de dados envolvendo fotografias aéreas convencionais. Neste sentido, entendeu-se que a aplicação de processos de fusão de dados sobre imagens destinadas à avaliação e monitoramento ambiental de áreas fluviomarítimas são técnicas adequadas para otimizar a análise visual ou automática dos elementos deste tipo de ambiente, considerando o incremento do poder discriminante das imagens obtidas a partir da fusão de fotografias aéreas pancromáticas coloridas com imagens digitais, que para esta investigação, foram geradas por meio de um sistema digital de reconhecimento específico que obteve imagens no comprimento médio de onda de 900nm. A segunda hipótese se apóia no fato que existem vários aerolevantamentos disponíveis das áreas litorâneas de Santa Catarina que incluem formações fluviomarítimas protegidas, os quais foram obtidos durante os últimos anos em modo pancromático preto e branco ou colorido, em escalas que variam entre 1:8.000 e 1:40.000. Estes aerolevantamentos apresentam-se potencialmente aptos para ser utilizados em processos de fusão de dados visando a avaliação e monitoramento ambiental e como fonte de dados para a elaboração de bases topográficas junto a imagens de sensores multiespectrais ou sistemas digitais de reconhecimento, tal como o desenvolvido durante esta pesquisa,. –— -14- 1.3. OBJETIVOS Existiram vários propósitos para o desenvolvimento da pesquisa, os quais canalizaramse no objetivo principal nos específicos. O primeiro se caracteriza por sua condição genérica de apresentação das atividades a ser desenvolvidas, enquanto que os segundos se destacam por sua focalização e restrição a certo espaço geográfico e temporal. 1.3.1. Objetivo principal Por meio do objetivo principal definiram-se as linhas gerais desta investigação. No mesmo está implícita a tendência que denota a otimização da gestão territorial por meio da aproximação às novas técnicas dependentes do geoprocessamento. O objetivo principal foi: - Desenvolver um método como alternativa para a consolidação da base técnicocientífica de um plano de gestão costeira no manguezal do Itacorubi, vinculando no Sistema Espacializado de Apoio à Decisão diferentes módulos operativos e variáveis ambientais que fossem representativas da dinâmica do setor. 1.3.2. Objetivos específicos Considerando os objetivos específicos, estabeleceu-se um agrupamento dos mesmos, com o sentido de atender as hipóteses do trabalho. Os três primeiros objetivos articularam-se com a primeira hipótese, enquanto que os dois últimos vincularam-se com a segunda. Como objetivos específicos definiu-se: - Demonstrar que a gestão de determinadas situações ambientais do manguezal do Itacorubi, vinculadas à solução de problemas de carência de informação na gestão de áreas costeiras, pode ser alcançada a partir da aplicação um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões, baseado em Sistema de Informações Geográficas, rede de decisões dependente de Sistema Experto, sensoriamento remoto e outras ferramentas de apoio à decisão. - Propor alternativas técnicas por meio do Sistema Espacializado de Apoio às Decisões orientadas à recuperação na área de estudo de áreas antes ocupadas por mangues, avaliando as funções e ocupação do solo para estabilizar e reverter a tendência de ocupação da área de preservação permanente. -15- - Verificar por meio do Sistema Espacializado de Apoio às Decisões se a degradação atual da cobertura vegetal nativa de alguns setores do manguezal estudado está vinculado a fatores antrópicos ou naturais, podendo no caso dos antrópicos, ser identificados, localizados e mensurados. - Otimizar os processos de captura de dados destinados à gestão territorial para elaborar modelos matriciais contínuos e temáticos atualizados do manguezal do Itacorubi por meio do desenvolvimento e aplicação de um sistema de registro digital de imagens com capacidade de obter vistas em diferentes setores do espectro eletromagnético. - Comprovar que a fusão de dados entre os modelos matriciais contínuos gerados pelo sistema de captura de imagens desenvolvido e outros produtos do sensoriamento remoto, podem otimizar as qualidades temáticas das variáveis incorporadas como elementos de decisão dentro do Sistema Espacializado de Apoio às Decisões desenvolvido para o manguezal do Itacorubi. –— -16- CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA RESUMO DO CAPÍTULO 2 Analisou-se o estado da arte vinculado à situação atual do tema abordado, considerando a gestão territorial e sua relação com a gestão local, tendências atuais da gestão costeira, visão atual e problemática das áreas litorâneas protegidas, expectativas que desprendem-se de um plano de gestão costeira e o marco institucional e administrativo no qual esta inserida a investigação. Posteriormente discutem-se as técnicas disponíveis na atualidade para ser aplicadas nos planos de gestão costeira e finalmente, caracterizam-se os manguezais desde o ponto de vista físico e botânico, considerando-se também sua relação com as atividades do homem. . 2.1. ESTADO DA ARTE Embora o problema central estudado está focalizado na consolidação da base técnicocientífica de um plano de gestão, não pode desconsiderar-se a relação que a mesma tem com as fases de administração dos dados, com as tendências atuais dos estudos, com a estruturação dos conhecimentos específicos e com o próprio marco funcional e institucional Em caso contrário, teria-se o risco de aplicar uma seqüência determinada de atividades para preparar e avaliar um método teórico, separado da realidade na qual inserem-se na atualidade os planos de gestão costeira. Por isso, foi necessário apresentar uma análise do estado da arte com relação aos tópicos citados. 2.1.1. Gestão Territorial e administração da informação De forma ampla, entendeu-se o termo “gestão” como sinônimo de “administração no tempo e no espaço”. Dentro do âmbito do planejamento, abordado desde o ponto de vista geográfico por ALBERS (1996), a gestão territorial pode ser entendida como o efeito de administrar os diferentes processos que se evidenciam em uma extensão de -17- terra sob jurisdição federal, provincial, estatal, municipal ou outra esfera. A partir da implantação de uma nova tendência em planejamento territorial faz aproximadamente duas décadas, as atividades relacionadas à gestão passaram a caracterizar-se pela conveniência de sua continuidade e permanência no tempo, orientada, segundo FERRARI (1982), a uma previsão ordenada capaz de antecipar as conseqüências dos processos considerados. Nas últimas décadas o conceito de territorialidade abandonou o sentido estrito que significavam essas jurisdições de tipo político-administrativo, passando a considerar-se outro tipo de unidade concordante com as novas necessidades funcionais e econômicas dos planos de gestão. Independendo desta visão teórica da gestão territorial, na prática observam-se problemas funcionais que dificultam a implementação e aplicação sustentável das atividades de planejamento. Tais probleas funcionais se manifestam na etapa do reconhecimento e inserção das características que refletem as condições ambientais, sociais e econômicas da área a planejar. Do mesmo modo, o uso de técnicas e infra-estrutura adequadas para desenvolver a gestão, é um ponto crítico que freqüentemente se aborda de forma equivocada pelos organismos planejadores. Este fato, presente em países da América do Sul, caracteriza-se pelo menos por duas situações típicas. A primeira situação está relacionada com a idéia que investimentos expressivos em equipamento computacional, independentes da formação de recursos humanos, poderá solucionar “per se” os processos de administração de dados espacializados dentro de um sistema de gestão. A segunda situação refere-se à sub-utilização ou utilização equivocada de programas computacionais para administrar dados espacializados de um plano de gestão. Por exemplo, o uso de sistemas de informação geográfica destinados exclusivamente para imprimir cartografia, ou o uso de programas de desenho assistido como substituto de sistemas de informação geográfica. Na maior parte dos casos citados, estas carências funcionais dentro de um plano de gestão podem ser superadas a partir da formação contínua de recursos humanos, os quais deveriam participar da implementação, manejo e uso dos sistemas espacializados. Devido ao fato que os problemas funcionais citados estão atrelados à participação de um grupo de recursos humanos que os origina dentro do plano de gestão, não se devem esquecer os riscos associados a isto. Entre outras, devem-se considerar as demoras ou interrupções causadas por processos de corrupção. Estes processos, quando estão presentes nos planos de gestão, podem afetar a aplicação e utilidade de qualquer base técnico-científica, independentemente de sua consistência interna e qualidade da informação. -18- Outro ponto que deve ser considerado no planejamento territorial é a relação entre o meio ambiente e a participação comunitária. Neste sentido, os blocos regionais, os comitês de bacia e as associações de municípios, entre outros agrupamentos, apresentam objetivos comuns de administração de recursos ou políticas conjuntas de desenvolvimento, elevando o conceito de gestão territorial à categoria de preocupação comum. Geralmente, quanto major é a área de gestão, os objetivos se traduzem em linhas gerais de ação dentro do plano, com riscos de desvirtuar as finalidades de gestão territorial. O Mercosul, o Tratado da Bacia do Prata e o Acordo Regional de Cooperação Científica e Tecnológica som exemplos de administração em escala global, com objetivos que, em teoria, procuram estabelecer linhas de ação orientadas à gestão destes espaços nacionais. Por exemplo, os objetivos do Mercosul (BRASIL, 1991) são ampliar as dimensões dos mercados nacionais através da integração, para promover o desenvolvimento científico e tecnológico dos Estados Parte e modernizar suas economias para ampliar a oferta e qualidade dos bens e serviços, melhorando as condições de vida de seus habitantes e promovendo o desenvolvimento econômico com justiça social. No caso do Tratado da Bacia do Prata (BRASIL, 1969), os objetivos são permitir o desenvolvimento harmônico e equilibrado, assim como o melhor aproveitamento dos grandes recursos naturais da região, assegurando sua preservação para as gerações futuras através da utilização adequada dos citados recursos. Os objetivos do Acordo Regional de Cooperação Científica e Tecnológica (convênio marco) entre países membros da associação Latino-americana de integração (BRASIL, 1993) são promover a cooperação regional orientada tanto para a criação e desenvolvimento do conhecimento quanto para a aquisição e difusão da tecnologia e sua aplicação, procurando, ao mesmo tempo, a especialização, interdependência e complementação das ações levadas a cabo pelos países membros no âmbito da integração. Nestes três casos percebe-se a generalidade das metas, as quais precisam articular-se com inumeráveis alternativas intermediárias para chegar à gestão do espaço local. Nestas políticas regionais de gestão territorial, a maior parte dos países participantes estabeleceu que a proteção do meio ambiente e a procura de uma melhor qualidade de vida devem marcar os respectivos processos de desenvolvimento (NLCIAFT, 1998). Interpreta-se que este tipo de planos de gestão regional está operativamente afastado do manejo, participação e decisão da comunidade, principalmente pelo tecnicismo que deve ser considerado a fim de minimizar prováveis atritos entre interesses ou conflitos de diversa natureza. Por isso, e considerando uma linha atual dentro da gestão territorial -19- que promove o aumento da participação comunitária, relacionou-se a presente pesquisa ao âmbito da gestão local entendida como processo particular dentro da gestão territorial. Do mesmo modo, incluída na gestão local, focalizou-se a temática do ponto de vista da obtenção de dados para a gestão costeira a partir do estudo de uma área litorânea atlântica. 2.1.2. Gestão costeira: análise das tendências atuais O plano de manejo de recursos costeiros pode ser definido como um processo especial de gestão territorial (UNEP, 1996), com uma área de aplicação predefinida no setor de transição mar-terra marcada por certa complexidade e dinamismo dos fenômenos que caracterizam a mesma. Embora não sempre se verifique, estes planos de manejo deveriam caracterizar-se por cinco pontos básicos: abranger critérios de limites fixos e móveis, considerar uma certa política de conservação do ecossistema, considerar objetivos socioeconômicos, incorporar um estilo de manejo conjunto e contar com uma sólida base científica. Neste último ponto encontra-se unanimidade de critérios por parte dos diferentes autores considerados: um plano de gestão para o manejo de áreas costeiras precisa de um sustento técnico-científico expressivo. Coincidindo com esse ponto, uma das linhas diretrizes deste trabalho aponta a inserir o método aplicado na fase de elaboração e de obtenção desses conhecimentos, atendendo as restrições citadas no Capítulo 1. Para MARSON (1996), o conhecimento científico relativo aos processos ambientais, embora não seja exaustivo, pode ser suficiente e servir como base para orientar as ações de um plano de gestão. Não obstante, a experiência adquirida por este autor demonstra que o conhecimento científico, atuando de forma isolada, não é capaz de iniciar ações práticas, definindo quais serão ótimas em certo tempo e espaço. Em outras palavras, o marco institucional deveria administrar esse conhecimento para melhorar situações ambientais determinadas. Segundo OLSEN ET AL. (1997), existe um número crescente de iniciativas de gestão dos recursos costeiros no mundo. Os resultados destas iniciativas estão geralmente não documentados, comprometendo a eficiência desses planos. Não existem, segundo a opinião destes autores, hipóteses relacionadas com a comprovação sistemática do desenho e prática dos planos de gestão de recursos costeiros no mundo. A distribuição de áreas de transição nas costas de todos os continentes, indica VALLEJO (1982), das zonas polares até as tropicais, leva a consideração que estas áreas em equilíbrio natural delicado, devem ser consideradas em cada plano de gestão de recursos costeiros, sob o risco que a degradação ambiental ocasionada por -20- contaminação ou por outras atividades antrópicas possam exceder suas capacidades para sustentar vários tipos e níveis de uso. A elaboração de um plano de gestão de áreas costeiras requer da participação de diferentes setores para assegurar que a maior parte dos múltiplos aspectos que englobam esta temática sejam considerados, analisa SUASSE (1999). A comunidade, as autoridades governamentais, as ONG, cientistas e investigadores são integrantes que deveriam ser considerados para cada plano de gestão que precise ser formulado, discutido, aplicado, avaliado e mantido no tempo. No estabelecimento de planos de manejo de áreas protegidas, LOWRY ET AL. (1999) estabelecem pontos de relevância que devem ser considerados para alcançar os objetivos propostos. Estes tópicos são a participação comunitária no processo de gestão, a adequação dos limites da área protegida, a qualidade da análise técnica, a adequação das atividades de manejo dos recursos, a transparência das decisões, a aceitação por parte da comunidade do plano e a sustentabilidade das atividades de manejo dos recursos. A efetividade dos planos de gestão territorial orientada a recursos costeiros segundo BALGOS (1998), está normalmente restringida pela falta de recursos humanos diretamente formados para esta área: biólogos, economistas, planejadores e graduados em outras disciplinas são incorporados posteriormente segundo requerimentos dos planos de gestão, enquanto são limitadas as escolas que preparam técnicos específicos para atuar desde a fase inicial das atividades. As tendências atuais apresentam vários interrogantes relacionados com aspectos tais como a eficácia, escala e sustentabilidade dos planos de gestão costeira. A determinação da eficácia das iniciativas de gestão costeira freqüentemente é associada à avaliação do desenvolvimento do programa. BURBRIDGE (1997) indica que para efetuar uma determinação objetiva, é necessário identificar metas sem ambigüidade, entendendo as condições ambientais, sociais e econômicas da área, e estabelecendo uma linha de base capaz de apoiar o progresso da avaliação para os objetivos colimados. Deve-se também estabelecer o alcance do termo "eficácia", isolando o mesmo das interpretações subjetivas. Qual é o significado de "eficácia da gestão costeira"? Significa crescimento econômico? São benefícios sociais para uma comunidade? Ou é uso sustentável dos recursos costeiros renováveis? Sem dúvidas, a eficácia de um plano de gestão abrange em maior ou menor grau a participação sem conflitos destes fatores, minimizando os inconvenientes acarretados pela sua aplicação e otimizando as ações relevantes do mesmo. Também neste caso são válidas as considerações sobre a interferência de carências funcionais e problemas de corrupção indicados na análise de planejamento territorial. -21- O termo "eficácia", aplicado à gestão costeira, contempla também uma questão de escala. Neste sentido, deve-se medir a eficácia em escala global, como é sugerido pela Agenda 21? Ou deve-se estabelecer uma escala transnacional, nacional, provincial/estatal, distrital e local ou comunitária? Estima-se que uma hierarquia de tipo indutivo seria a mais adequada, já que nesse tipo de estruturação dos âmbitos de medição salienta-se a relação com o entorno fisicamente próximo, atenuando as interrelações à medida que se expande a área considerada. Do mesmo modo, deve-se prescindir de modelos de gestão que derivam índices apoiados em dados inadequados, freqüentemente fornecidos aos planejadores locais pelas entidades de crédito internacionais. Analisando os aspectos referidos ao manejo, entendeu-se que a gestão territorial deve contemplar a sustentabilidade do sistema (ou sistemas) considerados. Esta análise deveria ser estendida para incluir três tópicos básicos no plano de gestão, expostos por COSTANZA & PATTEN (1994), a partir da idéia que sistema sustentável é aquele que sobrevive ou persiste no espaço e no tempo, assegurando a continuidade e o aproveitamento futuro. Neste sentido, que sistema, subsistema ou características devem ser consideradas no plano de gestão como persistentes? Considera o plano de gestão por quanto tempo persistirão? Quando estima o plano de gestão que o sistema persistiu? Em uma linha similar, CICIN-SAIN (1993) considera que o desenvolvimento sustentável considerado dentro de um plano de gestão deveria abranger três tópicos principais: desenvolvimento econômico para melhorar a qualidade de vida; desenvolvimento ambiental eqüitativo e igualdade nos benefícios, considerando aspectos intra-sociais, inter-generacionais e inter-comunitários. Como casos concretos de aplicação de planos de gestão costeira, foram realizadas em vários países diversas alternativas de manejo em manguezais inseridos em áreas urbanas. Por exemplo, na Colômbia implementou-se um projeto para reabilitação do Pântano Grande de Santa Marta, um manguezal na costa do Caribe colombiano, no qual as atividades antrópicas ocasionaram mortalidade expressiva de mangues, degradação da qualidade da água, diminuição da biodiversidade, recursos pesqueiros e, em definitiva, da qualidade de vida das populações vinculadas à área. Este plano de gestão analisado por BOTERO & SALZWEDEL (1999), contou com duas fases: na primeira priorizou-se a elaboração de um plano de manejo ambiental, e na segunda implementaram-se projetos específicos e atividades contempladas no plano, agrupadas em quatro tipos: manejo dos recursos hídricos, manejo de recursos de flora e fauna, desenvolvimento social e fortalecimento institucional. Outras iniciativas de planos de gestão territorial em áreas de manguezais são citadas por MAKOLOWEKA & SHURCLIFF (1997), ressaltando que as ações implantadas consideram especialmente a participação comunitária e o treinamento de recursos humanos. -22- No caso do plano para manejo de recursos costeiros analisado por BAILEY (1997), recomenda-se estabelecer políticas sobre os seguintes pontos: conservação de recursos, amparo de hábitats, criação de área protegidas considerando flora e fauna de áreas de maré média, recursos culturais, qualidade da água e do ar e minerais. Outro exemplo de plano de gestão em áreas costeiras é o citado por WINDEVOXHEL ET AL. (1999). Estes autores analisaram a experiência obtida por meio do programa de conservação de zonas costeiras na América Central, onde concentra-se 8% dos manguezais do mundo. Os autores indicam que a falta de informação, as restrições técnicas e financeiras e o sectarismo político limitaram a aplicação dos planos de gestão territorial nessas áreas costeiras. Para o Plano de Manejo Integrado da Zona Costeira da Lagoa de Campeche, em México, YÁÑEZ-ARANCIBIA ET AL. (1999) indicam que a base teórica deste documento se apóia em 20 anos de investigação científica e, desde 1990, em uma série de projetos que servem de estudos de caso. Este plano de gestão considera quatro ações principais: promoção de relações inter-institucionais; fortalecimento da participação comunitária para o desenvolvimento de políticas; difusão da informação e obtenção de soluções técnicas. 2.1.3. Estruturação do conhecimento de áreas litorâneas As tendências atuais, tal como a expressada por GAO & COLLINS (1995), indicam que “desenhar com a natureza” é um dos princípios utilizados na gestão territorial de recursos costeiros. Por meio deste princípio, sugere-se que a estabilidade dos sistemas naturais pode ser utilizada como critério para reconstituir o equilíbrio dos aspectos físicos. Esta aplicação requer de dois pontos: para qualquer característica associada ao equilíbrio, as atividades humanas não deveriam destruir os mecanismos que mantêm esse estado; para as características que mudam constantemente dentro do sistema, a magnitude das mudanças causadas por atividades antrópicas conjuntamente com as mudanças naturais, deveriam ser da mesma ordem que as magnitudes de evolução do sistema a longo prazo. Com relação aos problemas com os quais se relaciona uma área litorânea protegida, VIS & SPENCER in HEGARTY (1997) ressaltam que os problemas de origem antrópica tendem a ser eventos localizados, enquanto que os de natureza física são analisados sob uma perspectiva de maior abrangência espacial. Para otimizar o manejo de uma área protegida, é necessário estabelecer uma zona de restrição ou "buffer" para preservar os hábitats periféricos, como é o caso dos manguezais. CLARK (1997) indica que em algumas áreas de preservação, esta zona de restrição é freqüentemente uma -23- classe mais de zoneamento periférico que separa esta área das privadas ou não protegidas. O manejo efetivo de recursos naturais deve estar baseado em um conhecimento fundamentado do ecossistema e suas respostas às tensões naturais e antrópicas. Para HAVENS & AUMEN (2000), o conhecimento do ecossistema não se alcança de modo direto a partir dos dados observados ou modelos que não se apóiam em dados experimentais. As relações causa-efeito podem ser documentadas com maior eficácia quando as observações ou modelos estão complementados por investigações experimentais conduzidas a partir de hipóteses formuladas pelos expertos no tema. A recuperação do ambiente costeiro afetado em suas condições naturais por contaminação ou outras atividades é uma atividade freqüentemente considerada nos planos de gestão costeira, a qual pode ser desenvolvida por meio de diversas técnicas, muitas delas simples e com o reaproveitamento de materiais próprios da área a ser reconstituída. Entre vários exemplos, pode ser citada a experiência realizada por AUGIER ET AL. (1996) para recompor áreas da Costa Azul Mediterrânea que anteriormente estavam cobertas por Posidonia oceanica. 2.1.4. A informação em um plano de gestão costeira Não encontrou-se unanimidade na definição dos elementos conceituais de um plano destinado à cabo a gestão territorial orientada ao manejo dos recursos costeiros. Percebe-se convergência em alguns pontos tais como a necessidade de contar com dados consistentes, a função marcada da comunidade e a participação daqueles que terão a responsabilidade da decisão política. A gestão na área de recursos costeiros deve atender três áreas chave (HAWARD, 1996): amparo do ambiente, ciência e tecnologia, e planejamento. O manejo de zonas costeiras está vinculado a uma série de fatores que condicionam os resultados. LIN SIEN (1998) cita os seguintes: existência de desastres naturais, como tsunamis, tormentas ou terremotos; condições econômicas favoráveis; planejamento econômico e social apoiado em legislação adequada. Também entendeu-se que o desenvolvimento de áreas de transição mar-terra está vinculado ao manejo estratégico das organizações governamentais a partir do planejamento detalhado e o cumprimento dos seus objetivos e funções, como é indicado por SMITH (1995). Junto a isto, se deveria considerar a articulação destas organizações com o setor privado e as ONG. Para o DUCROTOY & PULLEN (1999), a disponibilidade e a confiabilidade de informação são fatores críticos que podem influir na opinião pública na hora de avaliar e aceitar um plano de gestão de áreas litorâneas. Existe por isso um empenho na realização de estudos ecológicos interdisciplinares, orientados a disponibilizar informação com bases consistentes. -24- Vinculado aos dados necessários para um plano de gestão, ARTHURTON (1998) indica que o estabelecimento de periodicidade de ocorrência de fenômenos ambientais vinculados à mitigação de riscos, o cálculo de recorrências e a determinação de limites geográficos destes fenômenos são as principais contribuições que a ciência pode realizar ao planejamento territorial dedicado à resolução de problemas tais como enchentes, inundações ou outro tipo de evento extremo. REIS ET AL. (1999) realizaram investigações visando estabelecer quais são os principais problemas de gestão costeira no Brasil. A partir do processamento de 95 questionários completados em 17 estados litorâneos do Brasil, estes autores determinaram que, em ordem de importância, os problemas das regiões costeiras do país são poluição, erosão costeira, ocupação inadequada, práticas agrícolas inadequadas, indecisão no manejo, desmatamento, exploração inadequada de recursos vivos, conflitos vários e falta de educação ambiental. Em particular, para a costa Sudeste à qual pertence a área de estudo, definida entre o Cabo Frio (estado de Rio de Janeiro) e o Cabo de Santa Marta (estado de Santa Catarina), citam-se como principais problemas as inundações em áreas de transição fluviomarítima, erosão pluvial por falta de planejamento urbano, conflito entre as atividades pesqueiras e turismo, erosões localizadas produzidas por tormentas em áreas irregularmente ocupadas e contaminação de lagoas costeiras devido às atividades de extração e processamento de carvão mineral. Para GLADSTONE ET AL. (1999), em casos específicos tais como a destruição localizada de manguezais e outros hábitats próprios da área costeira, espera-se que a mesma possa ser minimizada a partir da implantação de ações estratégicas contidas em planos de manejo, focalizando nas vantagens da gestão territorial a partir da integração de planejamento, avaliação e revisão ambiental, treinamento e desenvolvimento institucional, participação comunitária e interesse por parte dos políticos tomadores de decisão. 2.1.5. A informação e o marco funcional considerado O critério sustentado por ALVIAL & RECULÉ (1999) define pontos relevantes do marco institucional e administrativo na gestão de zonas costeiras, indicando entre outros, a necessidade de contar com informação técnica e científica adequada para a tomada de decisões e o estabelecimento de mecanismos simples e concretos para a educação e participação comunitária. CASTILLO (2000) indica que é de particular relevância dentro do marco institucional da gestão a função que a comunicação pode ter na hora de disponibilizar a utilização de informação ecológica por diferentes setores da sociedade vinculados à tomada de decisões em meio ambiente. -25- Com relação à responsabilidade administrativa e institucional no momento de efetuar um plano de gestão territorial, JORGE (1997) ressalta que a gestão de recursos costeiros deveria ser um processo dirigido por instituições governamentais, vinculando forças do setor privado com recursos públicos e ações voluntárias das ONG e comunidades locais para estabelecer e implementar mutuamente acordos sobre políticas de ação na área ambiental. Considerando o âmbito de aplicação, segundo a análise de HOLLAND (1998), há vários motivos para efetivar cooperações entre governos na área ambiental. Estas cooperações podem contribuir com resultados que abrangem desde os benefícios óbvios de compartilhar dados e conhecimento às necessidades de canalizar os problemas de natureza global. No caso dos planos de gestão para as costas da América Latina, YÁÑEZ-ARANCIBIA (2000) indica que existe uma variedade expressiva de experiências e capacitações em gestão territorial, onde comunidades com diferentes graus de desenvolvimento social vinculadas a variados ecossistemas estão distribuídas em diferentes regiões biogeográficas. Do mesmo modo, convive-se com áreas prístinas e áreas altamente degradadas dentro das mesmas unidades administrativas. Para a área estudada, DIEGUES (1998) indica que as áreas costeiras inundáveis do Brasil estão degradando-se fundamentalmente devido à construção de portos, à instalação de indústrias petroquímicas, agricultura intensiva, expansão urbana e sobreexploração dos recursos pesqueiros. Para controlar os efeitos da degradação ambiental, o governo implementou uma série de regulamentações de tipo legal, considerando o estabelecimento de áreas protegidas e a aplicação de estudos para análise de impactos ambientais, embora estas duas modalidades de amparo ambiental tiveram êxito relativo na conservação dos ecossistemas afetados. Estas limitações são citadas por DIEGUES (1999), que indica que existem aproximadamente 60.000ha de região costeira no estado de Santa Catarina, nas quais a exploração carbonífera é a principal fonte de contaminação, degradando especialmente ambientes de praias e lagoas costeiras. Uma alternativa que possibilita a otimização dos planos de gestão é a introdução de mudanças na forma de tomar as decisões. Várias administrações relacionadas à gestão territorial consideram o princípio do subsídio (HUGGETT, 1998), pelo qual tende-se a tomar as decisões da maneira mais próxima possível à comunidade, considerando os meios que dispõem as autoridades nacionais, regionais e locais. Mesmo considerando estes critérios na hora da elaboração de um plano de gestão, COLE-KING (1995) indica que a falta de adequação do regime de manejo de áreas costeiras e a falha dos sistemas de manejo ambiental em reconhecer a costa como uma área e não como uma linha de limite, não se deve só a obstáculos legais, administrativos, institucionais e técnicos, mas também à carência de análise por parte da classe política e pela comunidade. –— -26- 2.2. TÉCNICAS ATUALMENTE DISPONÍVEIS Analisaram-se as técnicas atuais disponíveis que estariam disponíveis para ensaiar alternativas metodológicas destinadas à consolidação da base técnico-científica em um plano de gestão costeira. No conjunto de técnicas formado pelo geoprocessamento, sistemas expertos, fusão de dados, estatística multivariada e outras, apontou-se a cobrir as carências achadas na conformação de um SEAD considerando a integração funcional das mesmas, e, em particular, quando se utilizam sensores digitais para reconhecimento do estado do meio como fonte de dados temáticos para avaliações posteriores. Apresentam-se as técnicas de maior relevância utilizadas no desenvolvimento do trabalho. Outras técnicas e produtos já incorporados nas tarefas próprias deste tipo de investigação, tais como modelos matriciais, processamento de imagens, modelos digitais do terreno e outras, foram analisadas em outros trabalhos técnicos e acadêmicos, aos quais pode-se recorrer para aprofundar em sua descrição. A apresentação das técnicas atuais disponíveis visa apresentar o estado do avanço na aplicação das mesmas, o qual observou-se durante o desenvolvimento da investigação em âmbitos específicos de gestão costeira e avaliação ambiental. 2.2.1. Sistemas Espacializados de Apoio à Decisão - SEAD Aproximadamente metade da população mundial vive em zonas costeiras. Portanto, a implementação de planos de gestão territorial para o entendimento e manejo dos processos e recursos destas áreas é de relevância social e econômica. No processo de apoio à tomada de decisões, a intervenção crescente de um SEAD evidencia uma tendência atual. Em qualquer situação em que se busca solucionar um problema, a tomada de decisões passa pelas etapas de definição do problema, identificação das alternativas, análise e avaliação das alternativas, concluindo com a eleição daquela considerada ótima. NISHA DE SILVA (2000) indica que, freqüentemente, estes problemas se vinculam a dados descritivos com uma dimensão espacial ou geográfica. Considerando essa condição, a implementação de um SEAD é definida segundo FABBRI (1998) como a estratégia de maior eficiência para captura de dados, integração, análise, modelagem e avaliação de impactos derivados de certos cenários físicos. Um SEAD pode ser definido como um conjunto integrado, interativo e flexível de técnicas que suporta todas as fases de tomada de decisão, apoiado em interfases tais como módulos de administração de dados, sistemas de informação, sistemas expertos e análise multicritério. -27- No campo do manejo de recursos e da gestão ambiental, a função de um sistema espacializado de análise apresenta-se como uma técnica adequada para a distribuição espaço-temporal de dados e informação correspondentes a uma área de estudo (HAMILTON & COCKS, 1995). Aplicando este tipo de técnica, podem-se estabelecer certas linhas de ação que contemplem tanto o incremento do conhecimento científico dessa área como o estabelecimento de categorias operativas diferencialmente entre partes para formar um suporte operativo. O êxito na implementação destes aspectos científicos e administrativos depende da consideração de dois atributos primários do sistema de análise espacial, além de certos atributos secundários. Entre esses atributos primários se conta a amplitude e qualidade dos dados e a abrangência das técnicas de análise espacial que podem ser aplicadas aos dados. Entre os atributos secundários que influenciam a análise espacial está a acessibilidade aos potenciais usuários, a facilidade de uso, o critério e a experiência dos usuários, e a qualidade da saída cartográfica. KEENAN (1997) apresenta uma análise crítica do tema, enfocando o uso dos SIG como geradores dos sistemas de apoio às decisões para posterior implementação de um SEAD. Para este autor, os SEAD se orientam ao apoio de soluções específicas antes que à substituição dos processos de tomada de decisão realizado pelos especialistas. Embora o número de aplicações SIG citadas como integrantes de um SEAD se incrementa, existe em realidade uma falta de acordo sobre a definição desta relação com o SEAD, analisada a partir de sua interação com esses sistemas. A convergência de critérios de diversos autores aponta a identificar ao SIG dentro dos SEAD como um componente dos subsistemas de apoio ao manejo de dados espacialmente estruturados. Isto significa que no SIG encontra-se a informação importante para uma decisão mas não a decisão mesma, a qual poderá ser obtida a partir da utilização de modelos desenhados especificamente para essa situação. Indica-se que a incorporação de processos adicionais e integração com modelos não espaciais é necessária para adequar a concepção de um SIG para um SEAD, oferecendo apoio completo a quem operará na tomada de decisões. Neste caso, considerando ao SIG como gerador do SEAD, deverá existir inter-relação entre os dados, de forma que a disponibilidade dos mesmos seja efetuada em um formato adequado ou por meio de técnicas de interação tais como intercâmbio dinâmico de dados (DDE), vínculo de objetos (OLE) ou conectividade de base de dados aberta (ODBC), possibilitando a interação entre todas as aplicações computacionais vinculadas. -28- 2.2.2. Sensoriamento remoto, SIG e modelagem numérica Para aumentar a eficiência dos planos de gestão territorial orientados ao manejo de áreas costeiras, utilizam-se tecnologias de geoprocessamento que dão suporte à aquisição de dados, análise e difusão dos resultados, indica CLARK (1997). O sensoriamento remoto associado à cartografia e administração de dados por meio do SIG demonstraram ser técnicas de apoio considerável ao planejamento territorial e manejo de recursos, fato pelo qual analisou-se o estado da arte destas três técnicas conjuntamente. BARALE & FOLVING (1996) indicam que a obtenção de dados por técnicas de campo convencionais destinados à gestão de áreas costeiras é uma fonte de importância fundamental. Não obstante, a visão espacial e temporal dos processos da área de estudo requerem o uso de sensores remotos. O sensoriamento remoto fornece uma visão sinótica sobre grandes áreas, podendo aplicar-se à avaliação indireta de qualidade de água. POPULUS ET AL. (1995) efetuaram avaliações de tipo ambiental relacionando mapas de uso do solo e imagens de satélite para determinar finalmente pontos com maior aptidão no estabelecimento de atividades de aqüicultura em áreas costeiras. Particularmente, os sensores ópticos operando na região espectral do visível e do infravermelho demonstraram sua adequação na obtenção de dados relacionados a processos físicos, geoquímicos e biológicos da área costeira. O sensoriamento remoto óptico destas áreas se destina a estudos de hidrologia, ecologia, sedimentologia, correntes marinhas, transferência de energia, ciclo do carbono e climatologia, entre outros, com permanentes atualizações tecnológicas facilitadas pelo desenvolvimento de novos sensores. A aparição destes novos sensores na área de avaliação dos recursos naturais verificase atualmente. HOOK ET AL. (2001), depois de efetuar investigações orientadas à avaliação de sensores remotos aerotransportados que operam no espectro visível, infravermelho próximo e infravermelho termal, indicam a adequação desta técnica para prover resultados adequados às diferentes disciplinas que integram as Geociências. Atendendo as conclusões destes autores, no caso da investigação efetuada, utilizouse um dispositivo digital como sensor remoto para obter seqüências de imagens aéreas da área estudada em diferentes setores do espectro eletromagnético, incluindo o infravermelho. O desenvolvimento de novos elementos sensores com capacidade para registrar digitalmente a radiação emitida ou refletida por objetos permitiu mudar o filme convencional das câmeras fotográficas por estes novos dispositivos. Embora a resolução espacial dos filmes fotográficos dista de ser alcançada, os avanços nesta linha predizem a chegada de dispositivos que estarão competindo e finalmente substituirão as câmeras de filme. -29- O dispositivo de carga acoplada (charged coupled device ou CCD) é um dos principais avanços que permitiu, paralelamente ao armazenamento em massa de dados, o desenvolvimento de câmeras cujo sistema óptico manteve-se dentro da tecnologia conhecida, enquanto que o filme foi substituído por estes CCD, dando origem às câmeras digitais. As câmeras digitais se utilizam no âmbito científico e de investigações aplicadas (VETOR INTERNATIONAL, 2000), com usos orientados a aplicações de inspeção industriais, reconhecimento de cores, medidas ópticas, visão em sistemas que requerem janelas espectrais especiais, navegação de veículos autônomos, controle de trânsito, aplicações laser, aplicações espaciais e vigilância, entre outras. Também a utilização de cartografia e fotografias aéreas para avaliação e planejamento de áreas costeiras foi discutida por diversos autores. Entre eles, BAILY & NOWELL (1997) indicam que o uso de cartografia na avaliação de recursos costeiros podem apresentar o risco de variação do conteúdo temático devido à variação das fontes. Do mesmo modo, observa-se que a área de transição entre o mar e a terra ou área de variação das marés, freqüentemente recebe menor ênfase na representação cartográfica que o resto do mapa ou carta. Este fato verifica-se, por exemplo, na mudança de representação da variável de qualificação altimetria: utilizam-se isoípsas em terra firme e em corpos de água, enquanto que é utilizada a representação por pontos cotados em áreas de transição terra-água. Por outra parte a fotografia aérea apresenta dados não contaminados de um momento histórico da área, onde não se realizou ordenamento ou categorização do conteúdo da imagem, garantindo-se em certa maneira, a objetividade dos mesmos. Contrariamente a isto, o corte histórico que representa a fotografia aérea tem como desvantagem que a situação média do fenômeno estudado não aparecerá em sua condição representativa ou típica. Outro tipo de monitoramento de fenômenos em áreas costeiras como a degradação da vegetação natural foi considerada por autores tais como HASTINGS, HESP & KENDRICK (1995). Estes autores avaliaram por meio de fotografias aéreas tomadas entre 1941 e 1992 a perda de cobertura herbácea costeira causada por redemoinhos de embarcações em Rottnest Island, Austrália. Vinculados ao sensoriamento remoto, encontram-se os SIG. Os avanços tecnológicos e a diminuição dos custos operativos fazem que estas sejam técnicas práticas para aplicação em manejo de recursos costeiros, indica KLEMAS (2001). Os SIG efetuaram contribuições significativas ao monitoramento e manejo ambiental. KRISHNAN (1995) demonstrou a eficiência e a efetividade do SIG para determinar áreas costeiras em situações críticas que precisam ser protegidas ante situações de risco ambiental. A este marco geral de aplicação, soma-se o fato relacionado com o aumento de disponibilidade de dados espaciais adequados, como o indica KEENAN (1997). -30- Estas situações estão possibilitando aos investigadores e planejadores ter uma visão mais ampla dos patrões ecológicos e processos de uma área. Os indicadores ambientais da paisagem que podem ser detectados pelos sensores remotos estão disponíveis para prover estimações quantitativas das condições e tendências dos hábitats costeiros. Os avanços nos programas SIG ajudam a incorporar camadas temáticas que melhoram a precisão das determinações efetuadas por meio de classificações automáticas ou outras técnicas auxiliares. Quando as técnicas para gerar, organizar, armazenar e analisar informação espacial são combinadas com modelos matemáticos, os planejadores que se dedicam à gestão territorial de recursos costeiros passam a dispor de um meio para avaliar os impactos de práticas alternativas de manejo. Como casos concretos de aplicação cita-se a modelagem de áreas protegidas apoiada em dados processados pelos SIG, contemplando a dinâmica de espécies (RESIT AKCAKAYA, 2000). Por meio da aplicação de modelos de regressão, este autor chegou a formular opções de manejo de áreas protegidas e a avaliar impactos humanos sobre as espécies consideradas, demonstrando que a utilização do SIG como técnica de espacialização dos dados, conjuntamente com aplicações específicas, permite sua utilização na gestão deste tipo de áreas. A automatização de métodos para identificar funções dentro de áreas costeiras inundáveis foi aplicada em diversas investigações por CEDFELT ET AL. (2000). Segundo ADAMUS in CEDFELT ET AL. (2000), as funções das áreas costeiras inundáveis podem ser definidas a partir dos processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem dentro dos mesmos. Estes autores desenvolveram um método para avaliar três funções primárias das áreas costeiras inundáveis: inundações, melhora da qualidade da água superficial e hábitat da fauna local. Os resultados se canalizaram a um SIG, o qual, apoiado em dados de sensoriamento remoto e modelos digitais do terreno produziram três modelos separados de cada função analisada. Também nessa linha, os possíveis impactos sobre os ecossistemas litorâneos foram avaliados por LIU (1997), aplicando um modelo numérico para estimar os efeitos da variação do nível do mar. A simulação por modelos dos cenários que se derivarão a partir da aplicação de modelos de gestão territorial de recursos costeiros foi encarada por MARTIN ET AL. (2000) no delta do rio Mississipi, simulando 30 anos de mudanças no hábitat para quatro planos avaliados, e uma simulação para o mesmo lapso sem considerar aplicação de planos. TWILLEY ET AL. (1998) aplicaram modelos de simulação de uso da terra em áreas de transição fluviomarítima do manguezal localizado no estuário do rio Guayas, no Equador. Por meio desta modelagem determinou-se a contribuição dos mangues para -31- manter a qualidade ambiental do estuário, considerando restrições ecológicas para tomar decisões de manejo e de exploração. As variáveis consideradas foram energia solar, sistema hídrico, qualidade da água e mecânica das marés como funções que controlam o ecossistema; as tendências de mercado e as políticas culturais se utilizaram como restrições sócio-econômicas do modelo. Os autores utilizaram modelos ecológicos para simular a recuperação espaço-temporal de atributos físicos de manguezais no Pântano Grande de Santa Marta, Colômbia. Por meio deste modelo, estudou-se a distribuição geográfica pretérita, número de indivíduos por unidade de superfície e os teores salinos na área estudada, considerando os gêneros Avicennia, Laguncularia e Rhizophora. 2.2.3. Sistemas Expertos Dadas as características operativas dos SE, recorreu-se a esta técnica alternativa para efetuar a classificação de características da área analisada a partir da utilização de diferentes produtos obtidos por técnicas de sensoriamento remoto, emulando a função do especialista fotointérprete. Alguns trabalhos nesta linha desenvolvidos no âmbito acadêmico e cientifico do Brasil se encontram em MOREIRA & COSTA (1996), PERELMUTER ET AL. (1995) e CARNEIRO DE ANDRADE ET AL. (1994). Durante a primeira fase da pesquisa ensaiaram-se técnicas de detecção automática de elementos por meio de correlação bivariada, desenvolvendo e aplicando modelos exploratórios apoiados no conceito de janela móvel sobre arquivos de imagens digitais. Embora tinha-se obtido resultados positivos na detecção automática de elementos apoiados nestas técnicas estatísticas, optou-se por um SE devido à multiplicidade de critérios que podem ser considerados em paralelo para otimizar a interpretação assistida. Existem várias definições de SE. Particularmente, concorda-se com a definição onde se indica que os sistemas expertos são programas computacionais que apóiam seu funcionamento na simulação do raciocínio humano. O raciocínio humano tem um dobro interesse: por uma parte, a análise do raciocínio que seguiria um especialista humano na matéria a fim de poder codificar o mesmo mediante o emprego de uma determinada linguagem informática; por outra, a síntese artificial, de tipo mecânico, dos raciocínios de maneira que estes sejam semelhantes aos empregados pelo especialista humano na resolução da questão exposta. Estes dois campos de interesse conduziram aos investigadores a tentar estabelecer um método que permita verificar o intercâmbio com os peritos humanos e isolar os diversos tipos de raciocínio existentes (indutivo, dedutivo, formal, etc.), bem como construir os elementos computacionais necessários para sua modelagem. -32- RABUSKE (1995) indica que os sistemas expertos são intermediários entre o especialista humano, que transmite seus conhecimentos ao sistema, e o usuário do sistema citado, empregado para resolver os problemas que são expostos com a competência de um especialista na matéria. Os sistemas expertos são simultaneamente um sistema de execução e um sistema de transmissão do conhecimento. Do mesmo modo, os sistemas expertos se definem mediante sua arquitetura; obtêm, portanto, uma realidade evidente. Enquanto que nas operações de programação clássicas se diferencia unicamente entre o próprio programa e os dados, no caso dos sistemas expertos se diferenciam três integrantes principais: a base de conhecimentos, a base de fatos e o motor de inferências. A base de conhecimentos armazena a totalidade das informações específicas relativas ao campo do saber desejado; está escrita em uma linguagem específica de representação dos conhecimentos que contém e no qual o especialista pode definir seu próprio vocabulário técnico. À inversa do que acontece nos programas clássicos, as informações entram na base de conhecimentos tal como som incorporadas, já que a ordem não influi nos resultados obtidos. Acontece assim porque cada elemento de conhecimento é compreensível por si mesmo analisado de forma isolada e, portanto, não é necessário referir-se ao contexto no qual está inserido. A informação se representa, geralmente, mediante regras de decisão ou redes semânticas. As regras de decisão constituem o método mais utilizado para construir bases de conhecimentos nos sistemas expertos. Chamadas também implicações lógicas, sua estrutura é a seguinte: para umas certas causas, se verificarão certos efeitos; ou, para determinadas condições, certas conseqüências. Junto a cada regra, armazena-se também sua percentagem em forma de probabilidade. Este indica o grau de certeza das conseqüências que se obtêm como resultado da aplicação da regra de decisão. Quanto às redes semânticas, trata-se de um método de construção de bases de conhecimentos no qual os mesmos se mostram mediante um grafo no qual os vértices representam os conceitos ou objetos e as arestas indicam as relações entre eles. Além disso, o sistema dispõe da chamada base de fatos, que alberga os dados próprios correspondentes aos problemas que se deseja tratar com a ajuda do sistema. Do mesmo modo, mesmo sendo a memória de trabalho, a base de fatos pode desempenhar o papel de memória auxiliar. A memória de trabalho armazena os resultados intermediários, permitindo conservar a seqüência dos raciocínios levados a cabo. Pode, por isso, empregar-se para explicar a origem das informações deduzidas pelo sistema no transcurso de uma sessão de trabalho ou para descrever o comportamento do próprio sistema experto. No início do período de trabalho, a base de fatos dispõe unicamente dos dados que foram introduzidos pelo usuário do sistema, mas, na medida -33- que vai atuando o motor de inferências, conterá as séries de induções e deduções que o sistema formará ao aplicar as regras para obter as conclusões procuradas. O último elemento, o motor de inferências, é um programa que, mediante o emprego dos conhecimentos, pode resolver o problema que está especificado. O processo é realizado por meio dos dados que contém a base de fatos do sistema experto. Geralmente, o tipo de regras que formam a base de conhecimentos é tal que, se A é válido, pode deduzir-se B como conclusão. Neste caso, a tarefa que realiza o motor de inferências é a de selecionar, validar e ativar algumas regras que permitem obter finalmente a solução correspondente ao problema exposto. O sistema experto estabelecido se compõe de dois tipos diferenciados de elementos: os próprios do campo dos especialistas relacionados com o problema concreto (a base de conhecimentos e a base de fatos) e os que se podem aplicar de forma geral a uma grande variedade de problemas em diversos campos (como o caso do motor de inferências). Entretanto, o motor de inferências não é um mecanismo único de dedução, já que há dois tipos disponíveis: os que empregam o raciocínio aproximativo (para o qual o resultado pode ser errôneo) e aqueles que empregam um tipo de raciocínio capaz de obter um resultado (se chegarem a ele), com toda segurança, verdadeiro. Embora não existe uma metodologia geralmente aceita quanto à concepção dos sistemas expertos, admite-se por regra geral um esquema que consta de três fases. Na primeira fase, a discussão com os peritos humanos na qual se tenta, por um lado, delimitar o problema a resolver e, pelo outro, definir os modos de raciocínio que se empregarão para sua solução. A segunda fase compreende a supressão do formalismo de expressão do conhecimento e a determinação do motor de inferências adequado a esse formalismo. Por último, a terceira etapa corresponde à criação da base de conhecimentos (em colaboração com os peritos ou especialistas humanos), assim como a comprovação e o ajustamento do funcionamento do sistema experto mediante a utilização de exemplos. Apesar de não dispor-se de um modelo geral usualmente aceito, existe unanimidade quanto à aprovação de três níveis distintos de conhecimentos, que correspondem a três fases diferentes de estudo e sobre os que se apóia, em geral, a concepção de um sistema experto. Esses níveis são o estrutural, o conceitual e o cognitivo. O primeiro é o que define o mecanismo que gera a certeza. Este mecanismo varia segundo o campo no qual se aplica o sistema experto, já que as evidências associadas a cada campo não são idênticas. A determinação do nível de estruturação permite definir um formalismo de representação do conhecimento assim como um mecanismo adequado de dedução. O nível conceitual é o que determina o conjunto dos conceitos que emprega o especialista humano na matéria; cada um deles corresponde a um nó do raciocínio do -34- perito. É associado com um descritor que se experimenta com o formalismo correspondente ao nível de estruturação. Finalmente, o nível cognitivo corresponde ao conjunto dos conhecimentos que o especialista humano põe em prática para a resolução do problema exposto. Este conjunto de conhecimentos poderá traduzir-se a uma linguagem definida mediante o formalismo de representação do conhecimento adotado. Quanto ao desenvolvimento atual da investigação no campo dos sistemas expertos, os estudos encontram-se abocados ao desenvolvimento de sistemas e programas que tratem diretamente o uso da linguagem natural, embora persistem ainda escolhos importantes: o problema do emprego de um modo eficaz de uma grande quantidade de informação sem a necessidade de utilizar a combinatória; como conseguir um sistema dotado de conhecimentos (metaconhecimentos) que lhe permitam utilizar os conhecimentos do sistema e que, a sua vez, permitam deduzir automaticamente novos conhecimentos, já que não cabe pensar na reunião de todos os conhecimentos necessários em casos de campos tão extremamente vastos como o diagnóstico na medicina, a análise do meio ambiente, a economia e outros. 2.2.4. Fusão de dados A necessidade de fusão de dados em processamento de imagens aumenta em relação direta com a evolução das técnicas de aquisição, as quais são utilizadas para acessar a um conhecimento otimizado nas ciências experimentais, indicam BLOCH & MAÎTRE (1997). No caso desta investigação, a técnica de fusão de dados se utilizou para aumentar a qualidade métrica e temática das imagens obtidas por meio do sensor digital utilizado. Fusão de dados é um conceito recente. Este pode ser definido (DATA FUSION SERVER, 2000) como uma aproximação à extração da informação coletada em vários âmbitos. Para WALD (1998), a fusão de dados é um marco formal no qual são utilizados meios e ferramentas para a aliança dos dados originados em diferentes fontes. A fusão procura obter informação de maior qualidade, dependendo este conceito da aplicação na qual será aplicada a mesma. Também pode entender-se que a fusão de dados é o processo de combinar dados e conhecimento de diferentes fontes com o objetivo de maximizar o conteúdo da informação útil. Esta técnica melhora a capacidade discriminante, oferecendo a possibilidade de minimizar os dados retidos (UNIVERSITY OF MANCHESTER, 2000). Segundo o mesmo autor, usualmente o processo de fusão de dados abrange três etapas: o pré-processamento, a correlação dos dados e o pós-processamento. No préprocessamento, aplicam-se técnicas estatísticas tais como Análise por Componentes -35- Principais. Na correlação, consideram-se os diferentes tipos de sensores, determinando sua interdependência por ferramentas estatísticas ou redes neurais. No pósprocessamento, normalmente aplicam-se técnicas de lógica difusa. As investigações orientadas à fusão de dados aplicada ao monitoramento ambiental estão sendo levadas a cabo por diferentes instituições aplicando dados produzidos por diferentes sensores remotos como dados de entrada. Outros conceitos associados a fusão de dados são combinação e integração de dados. Freqüentemente, os mesmos são utilizados de forma errônea como sinônimos de fusão de dados. A combinação de dados é utilizada por alguns autores como fusão de um conjunto de dados, embora não sempre seja alcançado o objetivo de maximizar o conteúdo da informação. A integração de dados aponta a aglutinar os mesmos, não sendo necessária a combinação ou fusão destes. 2.2.5. Estatística multivariada O investigador normalmente se encontra confrontado com problemas que abrangem diversas variáveis referidas a uma multiplicidade de indivíduos ou elementos, indica ALUJA BANET & MORINEAU (1999), e mantém como objetivo a possibilidade de aprender dos dados e das observações. No caso desta investigação, utilizou-se um número expressivo de variáveis das quais se desconhecia o grau de interdependência para utilizar as mesmas de forma representativa na caracterização de uma área; para solucionar este ponto, recorreu-se à estatística multivariada. Considerando que a investigação é um processo interativo de aprendizagem a partir dos dados (JOHNSON & WICHERN, 1992), a explicação de um fenômeno físico deve ser especificada e posteriormente comprovada para reunir e analisar os dados. Uma análise experimental dos dados sugerirá na maior parte dos casos, uma explicação modificada do fenômeno, adicionando ou subtraindo variáveis no estudo. A complexidade da maior parte dos fenômenos requer a realização por parte do observador de comprovações ou medições em diferentes tipos de variáveis. Os métodos estatísticos orientados à obtenção de dados e resultados nestas situações estão incluídos na análise ou estatística multivariada. A necessidade de entender as relações entre as diferentes variáveis (processo que na mente humana se efetua a partir de processos de alta complexidade) faz que a análise multivariada seja uma disciplina complexa. Se precisa em conseqüência de técnicas matemáticas mais refinadas para ser aplicadas à resolução dos problemas de interrelação de variáveis. Os objetivos científicos nos que a estatística multivariada fornece maiores serviços, podem resumir-se segundo o mesmo autor, em: redução dos dados ou -36- simplificação estrutural dos mesmos; ordenamento e grupamento; conhecimento da dependência entre variáveis; prognóstico e construção de hipóteses e testes. 2.2.6. Modelos digitais do terreno Neste trabalho, os modelos digitais do terreno da área estudada tiveram expressiva aplicação durante a geração de variáveis de entrada ao sistema experto utilizado. A representação digital da totalidade ou parte da superfície da terra é chamada de modelo digital do terreno, de aplicação direta também em tarefas de retificação de faixas de recobrimentos aéreos (BÄHR, 1991). Este contém ternas de dados planialtimétricos x,y,z para computar novos pontos de vista ou visuais a partir dos dados originais (MÉLYKÚTI, 1999). O modelo digital do terreno não pode descrever a geometria variável na superfície de maneira contínua. Portanto, são necessárias aproximações à realidade mediante procedimentos matemáticos. Segundo este autor, os dados que descrevem os modelos digitais do terreno podem ser de dois tipos: considerando dados de elevação massivos, os quais definem a altitude do relevo em qualquer ponto do terreno, e os que consideram valores de elevação, os quais determinam as características topográficas, tais como declividade ou insolação. Nesta pesquisa, os dois tipos de modelos foram plicados. A estrutura geométrica dos modelos digitais de elevação se apóia em dois elementos: o ponto e a linha. Os modelos de pontos são representados por uma rede sistemática de elevações, normalmente paralela ao sistema de coordenadas utilizado. Os modelos de linhas podem estar representados por isolinhas, perfis ou ambos os elementos. Os modelos de área, apoiados em linhas, podem ser representados por um conjunto de áreas triangulares (TIN ou triangular irregular network) ou por células de um modelo matricial ou raster. A geração automática e verificação de modelos digitais do terreno (CARL ZEISS, 1998) são técnicas que estão sendo aplicadas na atualidade a partir de técnicas fotogramétricas apoiadas em programas computacionais de alto rendimento. 2.2.7. Sistema de posicionamento global Na área de interesse desta pesquisa, as aplicações do GPS no Cadastro Multifinalitário e na gestão territorial estiveram orientadas principalmente à obtenção rápida e a baixo custo de dados confiáveis para o estabelecimento do cadastro apoiado em coordenadas. -37- Esta técnica é conhecida pela sigla GPS, derivada do seu nome original em inglês Global Positioning System. A mesma permite a determinação da posição geográfica de um ponto mediante o uso de receptores específicos, apoiada em, no mínimo, no cálculo de quatro distâncias entre os satélites de uma constelação e o receptor, com posterior resolução das equações de distância correspondentes. Como tal, o sistema tem uma série de vantagens e desvantagens. Algumas vantagens são: não requer intervisibilidade (visibilidade entre pontos medidos) para efetuar medições; não tem restrições horárias; não apresenta restrições atmosféricas em condições não extremas; para alguns tipos de determinações, possui alta precisão e celeridade na determinação, entre outras. As desvantagens atuais, embora estejam sendo superadas, são: o sistema está condicionado à disponibilidade funcional por parte dos administradores e ao estado operativo dos satélites; a distância entre receptores base e móvel para aplicar métodos que dão maior precisão está restringida a aproximadamente 20 ou 30 km; as alturas elipsóidicas, referidas ao elipsóide WGS84 e não ortométricas referidas ao nível médio do mar, são pouco aproveitadas pela falta do modelo de ondulação geoidal adequado; requer condições locais de acesso para a antena, determinação de máscaras de visibilidade para os satélites que podem ser funcionalmente restritivas, separação de redes de alta tensão e de obstáculos; as tempestades elétricas podem alterar ou impossibilitar a medição. A evolução técnica de nos próximos anos minimizará as desvantagens atuais, aumentando as vantagens do sistema. O sistema GPS atualmente é administrado pelos Estados Unidos. Outros sistemas são o GLONAS administrado pela Rússia e o GALILEO, o qual entrará plenamente em serviço nos próximos anos e será administrado pela União Européia (HUSTI & DE JONG, 2000). –— -38- 2.3. OS MANGUEZAIS 2.3.1. Áreas de formações pioneiras O setor estudado corresponde a uma área caracterizada pelo predomínio de formações pioneiras. A denominação de formações pioneiras utilizada por IBGE (1990) aplica-se para definir o tipo de cobertura vegetal formado por espécies colonizadoras em ambientes de formação recente ou de áreas subtraídas naturalmente de outros ecossistemas, modeladas pela ação atual dos agentes morfodinâmicos e pedológicos. Nesse ambiente, as espécies vegetais chamadas de pioneiras têm uma função decisiva na preparação do meio, possibilitando o posterior surgimento de espécies mais exigentes ou com menor adaptação às condições ambientais. Nas formações pioneiras se encontram formações vegetais em etapas de sucessão, as quais crescem, segundo LEITE ET AL. in IBGE (1990) em ecossistemas dependentes de fatores ecológicos instáveis. Atendendo estas considerações, os manguezais são considerados como áreas de formações pioneiras. 2.3.2. Formação pioneira fluviomarítima dos manguezais Os manguezais estão formados por conjuntos de plantas lenhosas arbóreas, arbustivas e subarbustivas denominadas mangues, os quais estão caracterizados pelo predomínio de diferentes espécies localizadas em função da distância à costa do mar (HTTP://LIFE.BIO.SUNYSB.EDU/MARINEBIO/MANGAL.HTML, 2001). Estas formações se estendem entre os trópicos, nas áreas com influência das marés (Figura 2.1), que mantêm intercâmbio com bacias de água doce, caracterizando o ambiente como uma formação pioneira fluviomarítima (Figura 2.2), exclusiva do Quaternário e com poucas aparições no Terciário Superior (WOODROFFE, 1992). Os manguezais são habituais nas zonas lamacentas e nas bordas das costas tropicais e subtropicais (Figura 2.3). São ecossistemas produtivos e têm importância como berçário natural, para a desova e para a alimentação de peixes e crustáceos marinhos. Considerando uma classificação funcional dos manguezais, podem-se distinguir seis categorias (LUGO & SNEDAKER in WOODROFFE, 1992): manguezais em ilhas alagáveis sem acumulação de material; manguezais de cordão litorâneo afetados por marés e com acumulação de material; manguezais ribeirinhos em contato com água doce rica em nutrientes; manguezais em bacia geralmente monoespecíficos ou com uma -39- espécie nitidamente dominante no interior da área; manguezais arbustivos ou anões produto de falta de nutrientes, e manguezais de ressaca formando ilhas sobre depressões do terreno niveladas com restos do mesmo manguezal. A área de estudo corresponde a um manguezal em bacia, onde verificam-se as características citadas para este tipo de formação. Figura 2.1.:Formação pioneira fluviomarítima No centro da foto, um manguezal Fonte: indeterminada, 199? Figura 2.2.: Transição fluviomarítima de um manguezal Fonte: http://life.bio.sunysb.edu/mangal, 2001 Figura 2.3.: Aspecto típico de um manguezal Fonte: http://life.bio.sunysb.edu/marinebio/mangal, 2001 2.3.3. Espécies de mangue da área de estudo Existem 69 espécies identificadas de mangues, das quais a maior parte encontra-se na região Indo-Pacífica. Na América encontram-se várias espécies, das quais três estão presentes na área de estudo (Figura 2.4). Trata-se de Avicennia schaueriana Stapf & Leechman ex Moldenke (n.v. Mangue Preto), Laguncularia racemosa L. (n.v. Mangue Branco) e Rhizophora mangle L. (n.v. Mangue Vermelho). -40- Figura 2.4.: Folhas de Mangue Preto, Mangue Branco e Mangue Vermelho Espécies típicas dos manguezais do Sul do Brasil Fonte: desenho do autor, 2001 A maior parte das espécies de mangue caracterizam-se por adaptações biológicas para adequar-se ao ambiente fluviomarítimo no qual crescem. Estas adaptações estão relacionadas a três características: a forma de reprodução dos indivíduos, a tolerância aos sais e a adaptação das raízes. Com relação à forma de reprodução, em várias espécies efetua-se mediante um propágulo vivíparo, o qual germina sem separar-se da planta mãe. Desprendendo-se os propágulos das diferentes espécies de mangue, poderão flutuar ou enterrar-se nos sedimentos das área de transição fluviomarítima, facilitando sua reprodução. A tolerância aos sais converte os mangues em espécies halófitas. Estas espécies podem tolerar teores salinos superiores às plantas terrestres pela presença de glândulas especializadas localizadas geralmente nas folhas, as quais permitem a secreção dos excessos salinos. Mesmo assim, valores extremos de concentração de sais não são bem tolerados. No que diz respeito à forma de crescimento de suas raízes, várias espécies de mangues contam com sistemas especializados denominados pneumatóforos, os quais se caracterizam por seu geotropismo negativo. Os mesmos estão adaptados para surgir do ambiente sedimentário anóxico típico dos manguezais e realizar intercâmbios gaseosos por cima do nível de inundação, função vital para a subsistência de cada indivíduo vegetal. Em algumas espécies acompanham a estes pneumatóforos outras raízes de geotropismo positivo, as quais surgem perpendiculares ao tronco e, arqueando-se progressivamente, introduzem-se no terreno para dar apoio à planta. As outras partes constitutivas dos mangues são similares com as Angiospermas terrestres. Os sedimentos finos se acumulam nos manguezais, o qual produz águas de alta turbidez, especialmente durante a maré alta. Os sedimentos retidos nesta área fluviomarítima são ricas em matéria orgânica (WOODROFFE, 1992), a qual é incrementada pelo guano depositado -41- por animais que procuram refúgio dos predadores neste tipo de vegetação. Isto conforma um meio com alto conteúdo de nutrientes para as diferentes espécies de mangue, favorecendo o crescimento e a continuidade das mesmas. Não obstante, os mangues são espécies sensíveis ao conteúdo de nutrientes, o qual se evidencia no porte dos indivíduos que constituem estes grupamentos. Os manguezais anões, presentes em vários pontos da costa americana, são exemplo de restrições de nutrientes. Algumas das tolerâncias físicas mais destacadas dos mangues são, segundo SMITHSONIAN MARINE STATION (2001), as seguintes: Temperatura: a amplitude geográfica das espécies de mangue geralmente é coincidente com a isoterma anual de 20ºC, em ambos os hemisférios. Não se estabelecem bem para o Norte e Sul da latitude de 28º, já que o predomínio de baixa temperaturas impróprias para as espécies restringe a sobrevivência de indivíduos. Salinidade: as diferentes espécies de mangue, por sua condição de halófitas, têm a possibilidade de suportar condições de saturação. As diferentes espécies de mangue têm mecanismos diversos para filtrar os sais. No caso de R. mangle, o intercâmbio se realiza na parte inundada da raiz. Para A. schaueriana e L. racemosa, embora o intercâmbio se efetua mediante a raiz, a maior parte do filtrado se realiza por meio das glândulas localizadas na superfície das folhas. Outras tolerâncias físicas dos mangues são: as espécies podem desenvolver-se nos meios redutores de até –200mV. Outra adequação à anoxia do meio são as adaptações das raízes. Para R. mangle, um dos sistemas radiculares cresce com geotropismo positivo do tronco da planta. A presença de células especializadas nestas raízes permitem aproveitar o oxigênio do ar, e distribuir o mesmo na planta toda, incluindo aquela que se encontra inundada. Embora não se conta com muita informação especifica, as variações de pH registradas nos meios onde se desenvolvem manguezais varia entre 5.3 a 7.8. As medições colorimétricas efetuadas na área de estudo deram como resultado valores de 6,0 < pH < 7,2. 2.3.3.1. Avicennia schaueriana Stapf & Leechman ex Moldenke O mangue A. schaueriana pertence à família Verbenaceæ (Figura 2.5). O nome vulgar da espécie é Mangue Preto ou Mangue Seriba. No Brasil é conhecido como Siriúba, e seus agrupamentos, como Siriubais (Figura 2.6). Sua nomenclatura foi proposta por Stapf & Leechman e modificada por Moldenke. O Mangue Preto cresce na América tropical, inclusive nas áreas subtropicais, onde outras espécies de mangue têm condições adversas. Esta capacidade está dada pela característica pela qual o Mangue Preto pode suportar temperaturas de congelamento -42- por até 12 horas. Neste sentido, estudos de variação genética (DUKE in DUKE, 1992) realizados sobre o gênero Avicennia indicam a presença de possíveis heranças de antecessores gondwánicos, o qual explicaria a adaptação do gênero a condições adversas. Encontra-se na zona de marés médias, no interior do manguezal, a continuação das outras espécies de mangue. Durante a maré alta, estes indivíduos podem ficar parcialmente inundados. Uma característica que distingue o Mangue Preto das outras espécies de mangues é o fato que estes apresentam raízes especializadas com geotropismo negativo (Figura 2.7), denominadas pneumatóforos. Os indivíduos de Mangue Preto se reproduzem por meio de frutos vivíparos ou propágulos. Estes não apresentam um alto grau de especialização como outras espécies de mangue. Os propágulos do Mangue Preto não estão adaptados para flutuar por grandes distâncias, embora seja uma forma efetiva para garantir a disseminação da espécie. Na área de estudo, os indivíduos de A. schaueriana alcançam portes entre 5,6m a 8,4m (CINTRON & SCHAEFFER-NOVELLI in PANITZ, 1986). Figura 2.5.: Folhas de A. schaueriana Caras anterior e posterior (0.5X). Folhas em verticilo oposto (~0.25X) Fonte: trabalhos de campo, 2001 Figura 2.6.: Ramo de A. schaueriana Fonte: New Mexico Highlands University – Marine Biology Department, 20/09/2001 Figura 2.7.: Sistema radicular de A. schaueriana com geotropismo negativo Fonte: levantamento do autor, 2002 -43- 2.3.3.2. Laguncularia racemosa L. O mangue L. racemosa (Figura 2.8) é conhecido por seu nome vulgar de Mangue Branco ou Mangue Arbustivo. No Sul do Brasil também é conhecido como Sapateiro. Deve um dos seus nomes vulgares à tonalidade verde claro das folhas (Figuras 2.9 e 2.10), característica que o distingue das outras espécies. A nomenclatura desta espécie, pertencente à família Combretaceæ, foi proposta por Linneo. Na área de estudo, L. racemosa é a espécie de menor porte, de aspecto arbustivo, com exemplares adultos que oscilam nos 3m de altura. Apresenta pneumatóforos de menor desenvolvimento quando comparado com A. schaueriana. Com relação à sua localização dentro do manguezal, os indivíduos de L. racemosa ocupam o setor menos alcançado pelas marés, a continuação das outras espécies de mangue. Considerando a altimetria do manguezal, é a espécie que predomina na periferia. Figura 2.8.: Folhas de L. racemosa Caras anterior e posterior (0.5X). Folhas em verticilo oposto (~0.25X) Fonte: coleta própria, 2001 Figura 2.9.: Ramo de L. racemosa Fonte: levantamento do autor, 2002 Figura 2.10.: Flores de L. racemosa Fonte: levantamento do autor, 2002 -44- 2.3.3.3. Rhizophora mangle L. A espécie R. mangle (Figura 2.11) cresce principalmente na América tropical, na área de contato entre o mar e a terra. R. mangle pertence à família Rhizophoraceæ, e sua nomenclatura foi proposta por Linneo. Quatro gêneros desta família estão presentes nos manguezais, constituindo os representantes típicos deste ecossistema. O nome vulgar desta espécie é Mangue Vermelho ou Mangue Verdadeiro. No Sul do Brasil é conhecida como Cachimbeiro, pela forma dos frutos amadurecidos lembrando a forma de um cachimbo. Estes mangues podem suportar submersão total em momentos de marés altas (Figuras 2.12, 2.13 e 2.14). Os R. mangle se reproduzem por frutos vivíparos (Figura 2.15 e 2.16), os quais não têm um período de germinação determinado, mas continuam crescendo ainda permanecendo aderidos à planta mãe. Quando, entre outros fatores, o peso do fruto é tal que não pode manter-se aderido à planta, o mesmo cai e, pela natureza do meio circundante, poderá enterrar-se no solo lamacento ou flutuará, saindo em direção ao mar aberto. Ali, as correntes marinhas transportarão os propágulos para outros pontos, assegurando a disseminação da espécie. Estes frutos têm a capacidade de permanecer flutuando por períodos prolongados, inclusive mais de um ano segundo NEW MEXICO HIGHLANDS UNIVERSITY (2001) e SMITHSONIAN MARINE STATION (2001). Por isso, a espécie se pôde estabelecer ao longo das costas intertropicais do mundo. Na área de estudo os exemplares alcançam alturas entre 3m a 4m. Figura 2.11.: Folhas de R. mangle Caras anterior e posterior (0.5X). Folhas em verticilo oposto (~0.25X) Fonte: coleta própria, 2001 Figura 2.12.: Indivíduos de R. mangle Fonte: New Mexico Highlands University Marine Biology Department, 2001 Figura 2.13.: Sistema radicular submerso com geotropismo positivo - R. mangle Fonte: New Mexico Highlands University Marine Biology Department, 2001 -45- Figura 2.14.: Sistema radicular aéreo com geotropismo positivo - R. mangle Fonte: New Mexico Highlands University Marine Biology Department, 2001 Figura 2.15.: Flores de R. mangle Fonte: New Mexico Highlands University Marine Biology Department, 2001 Figura 2.16.: Frutos de R. mangle Fonte: New Mexico Highlands University – Marine Biology Department, 2001 Levantamento do autor, 2002 2.3.4. Distribuição geográfica global Os manguezais se distribuem globalmente segundo três fatores determinantes: a largura da costa, sua posição relativa dentro dos estuários e a localização dentro do perfil de marés. A ocupação litorânea é restrita às áreas intertropicais, com máximas aparições de indivíduos até aproximadamente 28º de latitude Norte e Sul são as características dominantes dos manguezais no mundo todo quando a amplitude da costa é considerada (Figura 2.17). Dentro dessa área, autores tais como DUKE (1992), consideram dois hemisférios: o Pacífico Oeste – Índico, caracterizado pela alta biodiversidade, e o Atlântico – Pacífico do Este, com menor número de espécies, dentro do qual encontrase a área de estudo. Neste hemisfério o mesmo autor considera três regiões: costa ocidental da América, costa oriental da América (na qual está o setor estudado) e costa ocidental da África. Em casos particulares, as águas temperadas das correntes marinhas dos oceanos, tais como a Corrente Cálida do Brasil e da Flórida, criam faixas de exceção de manguezais extratropicais. Dentro dessas faixas extratropicais estão os manguezais da costa leste da América do Sul e da Austrália e da costa norte da Nova Zelândia. Como foi citado, sua origem se estima em desvios locais das correntes cálidas dos oceanos, embora outros -46- autores (DUKE, 1992) consideram as mesmas como representantes de distribuições maiores no passado. Quando se atende a posição dos manguezais dentro dos estuários, consideram-se manguezais de jusante (incluindo ilhas com mangues) dentro do terço inferior da área; manguezais de águas médias, coincidente com o terço médio do estuário, e manguezais de montante ou localizadas no terço superior do estuário. No caso estudado, trata-se de um manguezal de jusante, quer dizer próximo à saída para o mar. Finalmente, quando se considera a localização relativa dos manguezais no perfil das marés, atendendo o critério de freqüências de inundação por marés colocado por WATSON in DUKE (1992), pode-se classificar aos manguezais em área de maré baixa (alagados mais de 45 vezes ao mês), áreas de maré média (alagados de 20 a 45 vezes ao mês) e áreas de maré alta (alagados menos de 20 vezes por mês). No caso do setor estudado, trata-se de uma área que pode considerar-se entre maré baixa e média. A distribuição global dos manguezais foi estudada a partir do Atlas Mundial dos manguezais (HTTP://SPADE.NCL.AC.UK/TCMWEB/TCM/MGLINKS.HTM, 2001), compilado pelo Centro Mundial de Conservação e Monitoramento, em conjunto com a Sociedade Internacional dos Ecossistemas de Mangues e a Organização Internacional de Madeiras Tropicais. Na atualidade, as maiores extensões de manguezais, entendidos como hábitat, encontram-se na Indonésia, no Brasil, na Índia e Bangladesh (ONU – FAO – EROS DATA CENTER, 2000), embora a maior biodiversidade florística encontra-se na Oceania. 2.3.5. Distribuição geográfica no Brasil A vegetação denominada mangue é uma das formações vegetais mais tipicamente tropicais, que alcança a região Sul do Brasil, estendendo-se até o estado de Santa Catarina, onde ainda se faz sentir com relativa intensidade a influência tropicalizante da corrente marítima cálida do Brasil (Figura 2.18). O manguezal se desenvolve no litoral Brasileiro ocupando as desembocaduras dos rios, as bordas das baías e as grandes ilhas embancadas, todas elas áreas compostas de solos lamacentos de elevado teor salino e de baixa oxigenação. A diferença de outros manguezais do mundo e do Brasil, o Siriúba (A. schaueriana) é a espécie dominante nos manguezais do Sul do país, ocupando as baixadas lamacentas (Figura 2.19) constantemente alagadas pelas marés (KLEIN in IBGE, 1990) formando os já citados manguezais em bacia. -47- Outra espécie importante na caracterização dos manguezais Brasileiros é o Mangue Vermelho (R. mangle) o qual, provido de altas raízes adventícias, ocupa pequenas depressões em lugares afastados do mar, depois dos mangues pretos. A terceira espécie característica representativa dos manguezais do Sul Brasileiro é o Mangue Branco (L. racemosa), usualmente distribuído em grupamentos densos, baixos, de folhagem verde clara, em lugares pouco atingidos pelas marés. A antropização dos manguezais se verifica de forma lenta mas progressiva, principalmente pela urbanização indiscriminada da faixa litorânea, com predomínio de loteamentos e criação de balneários. Segundo LEITE E SOHN in IBGE (1990), a área de Formação Pioneira Fluviomarítima do Sul do Brasil está estimada em aproximadamente 600km2. Uma das fontes que contribuiu com dados consistentes para a definição dos manguezais do Brasil foi o projeto RADAMBRAZIL, desenvolvido entre 1973 e 1988. Figura 2.17.: Distribuição global dos manguezais A linha dos continentes foi retirada para otimizar a interpretação do fenômeno representado. Fonte: World Conservation Monitoring Centre, 2001 - Adaptação: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 Figura 2.18.: Distribuição dos manguezais no Brasil Note-se a existência das faixas extra-tropicais de manguezais no Sudeste e no Sul Brasileiro. Fonte: World Conservation Monitoring Centre, 2001 - Adaptação: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 -48- Figura 2.19.: Zoneamento de um manguezal na região Sul do Brasil, segundo IBGE (1990) 1- Laguncularia racemosa em áreas apartadas e pouco alcançadas pelas marés. 2- A. schaueriana em áreas permanentemente alagadas pelas marés. 3- Rhizophora mangue em áreas freqüentemente alagadas pelas marés. 2.3.6. Distribuição geográfica em Santa Catarina As condições pedológicas, hídricas e climáticas do litoral de Santa Catarina permitem que se desenvolvam manguezais até a latitude de 28º30’S aproximadamente, perto da cidade de Laguna. Ali, ocupando áreas restritas na costa Sul da laguna do Imaruí (aproximadamente 23ha), encontram-se os últimos mangues da costa atlântica americana (Figura 2.20), em 28º29'S, 48º52'W. Dominando o gênero Avicennia, os manguezais desta área se apresentam empobrecidos com relação à diversidade de espécies do ecossistema, com marcada diminuição do porte dos indivíduos e hábitat descaracterizado. Desde ali para o norte, os manguezais crescem em número e em biodiversidade, por causa da otimização das condições para sua implantação, especialmente morfológicas e climáticas. -49- Figura 2.20.:Manguezal na Lagoa do Imaruí, SC, Brasil Imagem de satélite. Fonte: LandSat TM457 + ETM8, Setembro 1999 Processamento: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 Na ilha de Santa Catarina encontram-se cinco áreas principais caracterizadas como transição fluviomarítima, associadas a manguezais (Figura 2.21). Em outras áreas menores da ilha estão presentes estes hábitats com diversas formas de degradação. Estas áreas, vinculadas a depressões litorâneas e com regime pluviométrico anual entre 1250mm e 1500mm, estão localizadas na costa Oeste da ilha, onde as condições ambientais são mais favoráveis para o desenvolvimento deste tipo de formação. Em maior ou menor grau, estas cinco áreas apresentam signos de alteração ocasionados por atividades antrópicas. De Norte para Sul encontram-se os manguezais de Ratones, Saco Grande, Itacorubi, Tavares e Tapera. Destes, o manguezal de Tavares é o maior (1182ha de manguezal remanescente), seguido pelo de Ratones (304ha remanescentes), Itacorubi (180ha remanescentes), Saco Grande (82ha remanescentes) e Tapera (63ha remanescentes). Os valores foram aproximados a partir da interpretação sobre imagem de satélite falsa cor datadas em Setembro de 1999. -50- 48º 40’W 48º 35’W 48º 30’W 48º 25’W 48º 20’W 27º25’S Ilha de Santa Catarina 27º30’S Baia Norte 1 27º35’S 2 Baia Sul 3 27º40’S 4 Oceano Atlântico 27º45’S 27º50’S 5 48º 40’W 48º 35’W 48º 30’W 48º 25’W 48º 20’W Figura 2.21.: Principais manguezais na ilha de Santa Catarina 1- Manguezal de Ratones 2-Manguezal de Saco Grande 3- Manguezal de Itacorubi 4- Manguezal de Tavares 5- Manguezal da Tapera Dos manguezais citados para a ilha de Santa Catarina, indica-se que as condições antrópicas dos manguezais de Saco Grande e Tavares apresentam áreas de urbanização crescente, embora seja menor com relação à observada no manguezal do Itacorubi. Ao encontrar-se localizado dentro da mancha urbana da cidade de Florianópolis (SC), o manguezal do Itacorubi suporta a maior pressão por expansão urbana. O manguezal de Ratones se encontra em uma área predominantemente rural. Como intervenção antrópica principal, observam-se retificações nos canais da rede de drenagem para efetuar trabalhos de drenagem da bacia. No manguezal de Ratones e Saco Grande está instalada a Estação Ecológica dos Carijós; no manguezal do Itacorubi se estabeleceu o Parque Manguezal do Itacorubi, e no manguezal do Tavares se encontra a Reserva Extrativista Marinha do Pirajubaé. -51- 2.3.7. Os manguezais e a antropização do meio Com freqüência se estabelece uma relação de usufruto entre o homem e os manguezais; as populações locais utilizam a madeira dos manguezais como material de construção e lenha, e para fabricar carvão vegetal e armadilhas para os peixes, obtendo deles uma variedade de produtos florestais não madeireiros. Durante os últimos decênios, destruiuse uma parte importante dos manguezais do mundo para a prática da agricultura e da aqüicultura ou para formar lagos onde obter sal (ONU-FAO-EROS DATA CENTER, 2000), instalando-se nestes ecossistemas uma variedade de práticas humanas destrutivas, em analogia com o acontecido nas florestas tropicais de terra firme (ROBERTSON & ALONGI, 1992). Da totalidade de costas atlânticas do Brasil, 80% do seu total apresenta condições climáticas que permitem desenvolver manguezais. Considerando que a ocupação do Brasil se efetuou há mais de cinco séculos desde essas costas para o interior do território, a relação direta ou indireta dos manguezais com as atividades desenvolvidas pelo homem foi obrigada. Também a outrora abundância de pesca nas águas calmas dos manguezais, como deste modo a caça em medida adequada, foram outros fatores que colaboraram a estabelecer uma relação de usufruto relativamente equilibrada entre as populações litorâneas e os manguezais, a qual atualmente se encontra em diminuição. A expansão urbana que se evidenciou na maior parte das cidades litorâneas do Brasil a partir da segunda metade do século XX provocou a aceleração da ocupação de terrenos litorâneos, incluindo os manguezais. Embora as condições pedológicas deste tipo de formações restringem as construções civis ao emprego de certas técnicas que garantem a estabilidade estrutural, tais como estaqueamento, estas não foram um fator totalmente restritivo para a ocupação dos manguezais. As tendências atuais indicam que o incremento da educação e da consciência ambiental, conjuntamente com a sanção e aplicação efetiva de legislação pertinente, são os caminhos de maior eficácia para obter a sobrevivência e conservação destes ecossistemas. As comunidades pesqueiras na região Sul tiveram especial interesse no aproveitamento de propriedades do Mangue Vermelho para tingir, rico em tanino, o qual se destinou ao acabamento de redes de pesca. Outras espécies de mangue proporcionavam lenha, enquanto que a vegetação herbácea dos manguezais foi o alimento de gado, normalmente destinado ao sustento familiar ou ao comércio local. Estas variações espaço-temporais foram caracterizadas e medidas por BERNARDY (2000), detectando-se no manguezqal do Itacorubi decréscimo das atividades agropecuárias e incremento da urbanização. –— -52- CAPITULO 3 ÁREA DE ESTUDO RESUM0 DO CAPÍTULO 3 O setor de estudo corresponde a uma área de gênese fluviomarítima associada ao manguezal do Itacorubi (27º34’S; 48º32’W) localizado na costa Oeste da ilha de Santa Catarina, estado de Santa Catarina, Brasil. Os estudos permitiram caracterizar as condições naturais e antrópicas de uma área de estudo de 228ha. A análise de diferentes componentes ambientais permitiu analisar as principais características métricas e temáticas representativas da área estudada. 3.1. LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA ÁREA O objetivo de caracterizar a área estudada por meio da análise das condições naturais e antrópicas foi aprofundar no conhecimento dos atributos físicos e funcionais dominantes próprios do setor, possibilitando uma aproximação à realidade local. Além disso, entende-se que estas características apontam a cobrir os critérios já citados no que diz respeito à qualidade da base técnico-científica de um plano de gestão territorial, apoiada nos trabalhos de HAVENS & AUMEN (2000), DUCROTOY & PULLEN (1999), ARTHURTON (1998) e MARSON (1996). 3.1.1. Situação relativa Estudou-se uma área de gênese fluviomarítima localizada na costa Oeste da ilha de Santa Catarina, estado de Santa Catarina, Brasil (Figura 3.1). O setor ocupa 3.060.000m2 (306ha) e corresponde a uma parte do manguezal do Itacorubi, localizada na bacia media e inferior do rio Itacorubi, dentro dos limites da cidade e distrito de Florianópolis. Pelo fato de registrar-se a maior intervenção antrópica, focalizaram-se as observações e estudos sobre uma área de estudo de 2.280.000m2 (228ha), -53- correspondentes a 75% do total citado (Mapa 3.1 e 3.2), localizada na parte Sul do setor considerado. A Baía Norte, vinculada diretamente ao Oceano Atlântico, serve de nível de base ao sistema hídrico citado. As coordenadas centrais do manguezal do Itacorubi são longitude 48º32’W e latitude 27º34’S (Figura 3.2). Esta localização indica mais de 4º de diferença latitudinal ao sul do Trópico de Capricórnio, fato que tipifica a área dentro dos manguezais extratropicais do mundo, sendo um dos mais austrais da América. Figura 3.1.: Situação relativa da área de estudo na América do Sul e Região Sul do Brasil 48º 40’W 48º 35’W 48º 30’W 48º 25’W 48º 20’W 27º25’S Ilha de Santa Catarina 27º30’S Baia Norte 27º35’S Baia Sul 27º40’S Oceano Atlântico 27º45’S 27º50’S 48º 40’W 48º 35’W 48º 30’W 48º 25’W 48º 20’W Figura 3.2.: Situação relativa da área de estudo na ilha de Santa Catarina -54- Mapa 3.1.: Planimetria geral da área de estudo -55- Mapa 3.2.: Fotocarta da área de estudo -56- 3.2. Condição de antropização da área O manguezal do Itacorubi (Figura 3.3) encontra-se circundado pelos bairros de Agronômica, Trindade, Santa Mônica, Córrego Grande, Itacorubi e Saco Grande. Estã localizado próximo ao aglomerado urbano de Florianópolis (Figura 3.4). Trata-se de uma área de preservação permanente, outorgada para utilização gratuita à Universidade Federal de Santa Catarina por decreto 64.340 de 10 de abril de 1969. Mantém-se na atualidade aproximadamente 40% da área original ocupada por esta formação. O 60% restante foi destinado progressivamente a urbanizações, áreas de serviços e vias de comunicação. Figura 3.3.: Vista oblíqua do Manguezal do Itacorubi, Florianópolis (SC), Brasil Fonte: Levantamento do autor, 1999 Especificamente, o manguezal do Itacorubi é um setor da cidade que suporta pressão demográfica de expansão por ocupação de terras para construções (Figuras 3.5, 3.6 e 3.7), além de ser utilizado como receptor de efluentes que provem dos bairros circundantes. -57- Figura 3.4.: Situação relativa do manguezal do Itacorubi e urbanização de Florianópolis Fonte: LandSat TM457 + ETM8, Setembro 1999 - Processamento: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 Figura 3.5.: Pressão antrópica sobre o manguezal do Itacorubi. Fotografia aérea Fonte: IPUF, Florianópolis (SC), 2001 -58- Ainda existindo essa tendência à expansão, uma parte do interior do manguezal aparece com intervenção antrópica mínima. Contrapondo-se a isto, na maior parte do perímetro do manguezal aparecem espécies vegetais exóticas das famílias Meliaceæ, Palmeiras, Musaceæ e Anacardiaceæ, entre outras (Figura 3.8). Esta presença de exóticas está evidenciada principalmente ao longo das vias de comunicação que atravessam o manguezal, onde são colocadas com fins ornamentais (Figura 3.9). Figura 3.6.:Pressão antrópica sobre o manguezal vista oblíqua. Fonte: levantamento do autor, 2001 Figura 3.7.:Pressão antrópica sobre o manguezal vista oblíqua. Fonte: levantamento do autor, 2001 Figura 3.8.: Espécies exóticas na área periférica do manguezal Fonte: levantamento do autor, 2001 Figura 3.9.: Espécies arbóreas exóticas ao longo de vias de comunicação Fonte: levantamento do autor, 2001 3.2.1. Principais problemas ambientais Nestas situações ambientais citadas, onde interagem múltiplos fatores com relações complexas, se produz a contínua descaracterização deste tipo de ambiente fluviomarítimo, no qual registram-se problemas de sobrevivência da fauna e da flora. Embora exista multiplicidade de causas, estes problemas de sobrevivência se relacionam repetidamente com a contaminação ocasionada por efluentes dos bairros circundantes. Neste sentido, destaca-se que a anoxia que naturalmente se produz pelas características do ambiente fluviomarítimo dos manguezais em geral é a causa da morte -59- de peixes e outras formas de vida que se observam no lugar, repetidamente atribuída a fatores antrópicos (Figura 3.10). Esta situação se agrava quando convergem outros fatores, tanto naturais como antrópicos. Figura 3.10.:Efeitos da anoxia na fauna do Manguezal do Itacorubi Fonte: levantamento do autor, 2001 Dentro dos fatores naturais cita-se a descida considerãvel do nível do mar ocasionado por marés excepcionalmente baixas. Isto limita o ingresso de água fresca desde mar por tempo maior ao que normalmente se registra esta situação, pelo qual a anoxia aumenta, e o conteúdo de oxigênio dissolvido no meio diminui até alcançar níveis incompatíveis com a subsistência de várias espécies. Considerando os fatores antrópicos, a descarga de líquidos cloacais e sólidos, apresenta-se como a principal fonte que contribui a incrementar a anoxia no manguezal. A realização de obras de canalização (Figura 3.11) conjuntamente com a construção de novos esgotos (Figura 3.12) está incrementando a contribuição deste tipo de efluentes, o qual continua descaracterizando o manguezal de maneira progressiva. Figura 3.11.:Obras de canalização no Manguezal do Itacorubi Fonte: levantamento do autor, 2001 Figura 3.12.:Construção de novos esgotos do bairro Trindade Fonte: levantamento do autor, 2001 -60- Dentro dos limites deste manguezal funcionava também o depósito de lixo da cidade. O mesmo foi desativado, e a partir da instalação do Centro de Transferência de Resíduos Sólidos de Florianópolis, iniciaram-se tarefas de recuperação dos terrenos antes dedicados à deposição de lixo (Figura 3.13 e 3.14). Não obstante, a infiltração e a percolação da água passando por estes terrenos ainda produz líquidos viscosos provenientes da decomposição e compactação do lixo (localmente chamado de “chorume”), os quais se incorporam às águas superficiais do sistema hídrico do manguezal (Figura 3.15). Do mesmo modo que os cloacais, estes líquidos reduzem o oxigênio dissolvido na água, fato que adiciona mais um agente no processo degradante da qualidade das águas. Do mesmo modo, registra-se o depósito de lixo domiciliário e restos de obras no manguezal do Itacorubi (Figura 3.16). Este problema, além de envolver variáveis tais como a qualidade visual da paisagem, é fonte de poluentes que se solubilizam ou mesclam e são transportadas águas abaixo chegando até o nível de base. Em casos de maré baixa, os mesmos não alcançam a incorporar-se ao mar, aumentando sua concentração dentro dos cursos do sistema hídrico do manguezal do Itacorubi. Figura 3.13.: Centro de Transferência de Resíduos Sólidos de Florianópolis Fonte: levantamento do autor, 2002 Figura 3.14.:Área recuperada do antigo depósito de lixo da cidade Fonte: levantamento do autor, 2002 Figura 3.15.:Águas superficiais efluentes da área do antigo depósito de lixo Fonte: levantamento do autor, 2002 Figura 3.16.:Dejetos de combustíveis no Manguezal do Itacorubi Fonte: levantamento do autor, 2001 –— -61- 3.3. Caracterização ambiental da área A incorporação a um SIG de sete componentes ambientais relacionados com os objetivos do estudo permitiu analisar as principais características métricas e temáticas da área estudada, visando realizar a avaliação objetiva da situação atual. Para isto, considerou-se a distribuição espacial de espécies de mangue, altimetria, cadastro e função das propriedades, áreas edificadas, rede viária, sistema hídrico e esgoto. A aplicação de técnicas próprias para levantamento de dados e o processamento para obtenção de resultados possibilitou atingir esta caracterização, fato pelo qual estruturouse este ponto com parte dos resultados intermediários obtidos durante o desenvolvimento da pesquisa. Posteriormente, a incorporação destes componentes a um SIG, que funcionalmente se manejaram e integraram como dados, permitiu estruturar o núcleo operativo para o gerenciamento do SEAD. Todos os valores e cálculos percentuais que se apresentam estão referidos a Março de 2002. 3.3.1. Espécies de mangue Os estudos realizados durante a pesquisa indicam que na área de estudo com cobertura de mangues (Mapa 3.3) prepondera A. schaueriana (Mangue Preto ou Siriúba) sobre L. racemosa (Mangue Branco ou Sapateiro) e R. mangle (Mangue Vermelho ou Cachimbeiro). A primeira espécie ocupa 98% da área coberta com mangues, enquanto que a segunda abrange pouco mais que 1% e a terceira menos que 1%, estabelecendo uma relação de área ocupada de 812:11:1. Considerando a superfície coberta por cada espécie comparada com o total da área de estudo, os mangues ocupam 94,5ha, representando 41% dos 228ha totais. Avicennia ocupa 93.1ha, que corresponde a 40% da área estudada; Laguncularia ocupa 1.3ha (<1% da área) e Rhizophora, 0,1ha (<<1%). Esta caracterização é convergente com os critérios detalhados na bibliografia consultada, embora não foram achados dados numéricos similares aos apresentados sobre distribuição espacial das espécies. No que diz respeito à localização das espécies na área estudada, e em concordância com o zoneamento citado para o Sul do Brasil, Avicennia se encontra na zona de alcance permanente das marés, no interior do manguezal. Rhizophora se encontra na periferia, localizado principalmente no setor Norte da área estudada, em áreas inundáveis alcançadas pelas marés da Baía Norte. Finalmente, Laguncularia tem uma distribuição periférica em todo o setor, localizada em terrenos mais altos e secos que Avicennia e Rhizophora. -62- Mapa 3.3.: Espécies de mangues cadastradas em 2001 no setor estudado do manguezal do Itacorubi -63- Por trabalhos de campo comprovaram-se os dados de alturas citadas para exemplares de mangues. O porte da Avicennia é predominante, com indivíduos adultos de mais de 8m, seguido por Rhizophora, com indivíduos entre 3m e 4m, e finalmente Laguncularia, com indivíduos adultos de 2m a 3m de altura. A caracterização precedente indica que na área de estudo o gênero Avicennia se apresenta de forma totalmente dominante sobre as outras duas espécies. 3.3.2. Altimetria Por tratar-se de um setor de gênese fluviomarítima, a área estudada está caracterizada pelo predomínio de relevo natural plano, entre as altitudes de 0m e 1,5m a 2m sobre o nível do mar (Mapa 3.4), contrastando com o resto da bacia, onde o relevo muda para outras formas (Figura 3.17). Dois perfis topográficos típicos que caracterizam à área apresentam-se nos Gráficos 3.1 e 3.2. A declividade na área central do setor estudado, com alterações antrópicas mínimas, oscila entre nulas (0%) e 0,50m por cada 100m (0,5%). Figura 3.17.:Representação altimétrica da bacia com a área de estudo. Na área central (coordenada A1) observa-se o manguezal do Itacorubi. Fonte: Imagem Ikonos (2002) – Processamento Roque A. Sánchez Dalotto As altitudes entre 0m e 1m caracterizam a planície de transição fluvial e marítima. A altitude de 1m freqüentemente define as margens dos cursos permanentes da rede hídrica, enquanto que a partir de 1,5m se definem os aterros das vias de comunicação da área. Dentro da área estudada, altitudes superiores a 1,5m apresentam intervenção antrópica. -64- Mapa 3.4.: Altimetria em 2001 do setor estudado do manguezal do Itacorubi -65- As altitudes máximas estão localizadas no setor do antigo depósito municipal de lixo, onde o aterro sanitário, conjuntamente com a terraplanagem formou elevações entre 13m e 14m. Considerando camadas hipsométricas, 100ha (44% da área de estudo) encontram-se entre as altitudes de 0m e 1m, 71ha (31%) entre 1m e 2m, e 57ha (25%) superiores a 2m. Gráfico 3.1.: Perfil topográfico NW – SE da área de estudo (longitudinal) Gráfico 3.2.: Perfil topográfico SW – NE da área de estudo (transversal) 3.3.3. Cadastro e função das propriedades 14 Atendendo o conceito de propriedade vinculado com o conceito de parcela sustentado por LARSSON (1996), determinou-se que na área de estudo se encontram 383 unidades. Para caracterizar a área estudada do ponto de vista funcional das propriedades, consideraram-se seis categorias: Residencial, Serviços Públicos e Privados, Recreação, Baldios, Comércios e Área de Preservação Permanente. Os critérios utilizados para efetuar este zoneamento funcional apoiaram-se nos utilizados no Plano Diretor do Município de Florianópolis (FLORIANÓPOLIS, 1998). Do mesmo extraíram-se as características correspondentes às unidades AVL ou Área Verde de Lazer, APP ou Área de Preservação Permanente, ACI ou Área Comunitária 14 PARCELA: unidade de terreno com interesses homogêneos de posse. -66- Institucional, AMC ou Área Mista Central, ARE ou Área Residencial Exclusiva, ARP 15 ou Área Residencial Predominante e ATR ou Área Turística Residencial . A observação da planta cadastral permitiu caracterizar as 383 propriedades integrantes da área de estudo em três grupos ou unidades dominantes: o Parque Manguezal do Itacorubi, a área institucional do bairro Itacorubi, e a área residencial do bairro Santa Mônica. A totalidade de propriedades consideradas ocupam 216,1ha, correspondentes a 95% da área estudada (Mapa 3.5). A área restante de 11,9ha (5% da área) corresponde à rede viária. A primeira unidade abrange totalmente à área de preservação permanente do Parque Manguezal do Itacorubi (Gráfico3.3), sob a administração da Universidade Federal de Santa Catarina. Neste setor, 1 propriedade abrange 131,1ha. É a área predominante em termos de superfície (58% sobre o total), ocupando o centro, Norte e Oeste da área de estudo. Neste setor, a ocupação do terreno com construções pode ser considerada <<1%. Gráfico 3.3.: Função das propriedades no setor de área de preservação permanente Distribuição percentual por área das propriedades 15 AVL AREA VERDE DE LAZER (Art. 101-104) A definição de AVL obedece a critérios de localização como a existência de cobertura vegetal, o uso público consagrado ou a proximidade de equipamentos comunitários e dos elementos hídricos. São AVL: Playground, Jardim, Praça, Parque de bairro, Parque urbano, Parque metropolitano que apresentem superfície contínua de, no mínimo, 2000m 2. Nas AVL será permitida apenas a construção de equipamentos de lazer ao ar livre, bem como a edificação de sanitários, vestiários, quiosques e das dependências necessárias aos serviços de conservação. APP AREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE (Art. 137-141) As APP são non aedificandi, ressalvados os usos públicos necessários, sendo nelas vedada a supressão da floresta e das demais formas de vegetação nativa, a exploração e a destruição de pedras, bem como o depósito de resíduos sólidos e qualquer forma de parcelamento do solo. Nos mangues é proibido o corte da vegetação, a exploração dos recursos minerais, os aterros, a abertura de valas de drenagem e o lançamento no solo e nas águas de efluentes líquidos poluentes desconformes com os padrões de emissão estabelecidos pelo art. 19 do Decreto Estadual 14250/81 ou legislação posterior que regulamente a matéria. As APP podem ainda ser em parte consideradas AVL. ACI AREA COMUNITARIA / INSTITUCIONAL (Art. 105-108) As ACI, especialmente aquelas dos equipamentos de educação, cultura, saúde, segurança, lazer e recreação serão classificadas e localizadas em Planos Setoriais elaborados pelo Órgão Municipal de Planejamento e setores afins, aprovados por le1. AMC AREA MISTA CENTRAL (Art. 99) Nas Áreas Mistas as edificações cujos dois primeiros pavimentos sejam destinados exclusivamente aos usos comerciais e de serviços, ou a pavimentos-garagem, poderão ocupar totalmente a testada do terreno, obedecidas as disposições do artigo 46 e demais limites de ocupação desta le1. O lote mínimo será de 360m 2, 12m de testada e pavimentos regulamentados segundo a área. ARE AREA RESIDENCIAL EXCLUSIVA (Art. 83) São áreas residências isoladas, residências geminadas, condomínios residenciais Unifamiliares destinados à moradia. As ARE têm lote mínimo de 360m 2, 12m de testada e pavimentos regulamentados segundo a área. AREA RESIDENCIAL PREDOMINANTE (Art. 83). São ARP as residências isoladas, residências geminadas, condomínios residenciais unifamiliares destinadas à moradia e outras atividades, tais como as comerciais. ATR AREA TURISTICO – RESIDENCIAL São aquelas destinadas para moradia vinculadas à infra-estrutura para turismo. -67- Mapa 3.5.: Cadastro e função das propriedades em 2001 do setor estudado do manguezal do Itacorubi -68- O segundo grupo de propriedades está formado por instituições públicas e privadas de ensino, investigação e administração sob jurisdição de entidades civis, do Município de Florianópolis, do Estado de Santa Catarina e da União. O setor está formado por 95 propriedades, ocupa uma superfície de 70,8ha (31% do total) e está localizado na parte Leste da área de estudo. Dentro do mesmo, 8 propriedades de instituições ocupam 58,0ha ou 82% da superfície do setor (Gráfico3.4). Gráfico 3.4.: Função das propriedades no setor de serviços públicos e privados Distribuição percentual por área das propriedades Correspondem ao Centro do Treinamento da Empresa de Pesquisa Agropecuária EPAGRI-; ao Centro de Transferência de Resíduos Sólidos da Prefeitura de Florianópolis; à Universidade do Estado de Santa Catarina -UDESC-; ao Departamento de Aqüicultura e Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Santa Catarina; à Secretária de Estado do Desenvolvimento Rural e da Agricultura -CIDASCe ao Conselho Comunitário do Itacorubi. Neste setor também se encontram proprietários particulares que totalizam 53 propriedades em 5,0ha (7% da área). Destas propriedades particulares, algumas estão destinadas às atividades agropecuárias. Com exceção dos loteamentos ocupados por condomínios residenciais, não se observa um padrão regular de subdivisão da terra. No setor se encontram 6 propriedades destinadas exclusivamente a lazer que ocupam 4,1ha (6%); os terrenos baldios totalizam 3 propriedades, ocupando 2,4ha (3%), e as dedicadas a atividades comerciais, em número de 25, ocupam 1,3ha (2% da área do setor). Não há propriedades sob o regime de áreas de preservação permanente. O terceiro grupo dominante está formado por 287 propriedades integrantes do setor Norte do bairro Santa Mônica, o qual ocupa 14,3ha (6% do total). Está localizado no setor Sul da área de estudo. Apresentam um padrão regular de subdivisão da terra, com -69- predomínio de unidades com dimensões de 12m de testada por 30m de fundo. No setor considerado, 219 propriedades estão destinadas a uso residencial, ocupando 8,4ha ou 59% da área do setor (Gráfico3.5). Neste grupo, 48 terrenos baldios ocupam 2,8ha (20%), fato que poderia indicar que os responsáveis do investimento imobiliário permanecem à espera de valorização dos terrenos. As propriedades dedicadas às atividades comerciais são 16 e somam 2,5ha (18% da área do setor); existe 1 propriedade destinada exclusivamente a lazer e ocupa 0,4ha (3%); as áreas de serviços reunidas em 3 propriedades, somam 0,1ha (1%). Analogamente ao grupo de instituições, não há propriedades destinadas a áreas de preservação permanente. Gráfico 3.5.: Função das propriedades no setor de residências Distribuição percentual por área das propriedades 3.3.4. Áreas edificadas O total da área edificada no setor de estudo (Mapa 3.6) ocupa 122017m2. No Parque Manguezal do Itacorubi a área construída é de 105m2, o qual representa <1% do total considerado. Comparativamente com a área total do Parque Manguezal do Itacorubi, a área edificada neste setor é <1% do total. A infra-estrutura observada corresponde a serviços, áreas de recreação e assentamentos de moradias. De acordo aos dados disponíveis (IPUF, 1998), não se registram variações significativas na área construída desde 1998 até hoje. No grupo de propriedades de instituições públicas de ensino, investigação e administração a área construída ocupa 61947m2. Esta superfície representa 51% da área total construída e 9% sobre a área total de instituições. Preponderam edifícios de vários pisos com salas de aula, laboratórios e escritórios, além de construções dedicadas a moradias particulares. Aqui, as construções ocupam em média 46% da área dos lotes, apresentando um desvio padrão de 27% relativo a essa média. Sem considerar os terrenos baldios, 64% das propriedades se encontram compreendidas entre esse valor médio e 1 desvio; 37% entre 1 e 2 desvios e 0% entre 2 e 3 desvios. -70- Mapa 3.6.: Área edificada em 2001 no setor estudado do manguezal do Itacorubi -71- Segundo dados disponíveis (IPUF, 1998), a variação de áreas construídas desde 1998 a março de 2002 é de 6904m2, correspondendo a um incremento de 13%. No setor considerado do bairro Santa Mônica, a área edificada ocupa 59965m2, representando 49% sobre o total construído e 42% da área do loteamento. As construções predominantes são de uma e de duas plantas (84%), destinadas a residências particulares. Outras construções da área correspondem a oficinas e instalações especiais destinadas a uma área comercial na parte Oeste do setor, as quais ocupam 10.000 m2 (16%). As construções no bairro Santa Mônica ocupam em média 56% da área dos lotes, com desvio padrão de 15%. Sem considerar os terrenos baldios, 72% das propriedades se encontram compreendidas entre esse valor médio e 1 desvio; 23% entre 1 e 2 desvios e 5% entre 2 e 3 desvios. Comparando com os dados disponíveis (IPUF, 1998), registrou-se uma variação de 8241m2 nas áreas construídas desde 1998, o qual corresponde a um incremento de 16% com relação a essa data. 3.3.5. Rede viária Analogamente ao Cadastro e função das propriedades, os critérios utilizados para efetuar o zoneamento da rede viária apoiou-se no Plano Diretor do Município de Florianópolis. Consideraram-se vias principais, via coletoras, via de interligação e ruas 16 secundárias, concordantes com a definição das unidades SC, PI, CI e LI do Plano Diretor do Município de Florianópolis. A área de estudo está limitada por quatro vias de comunicação, três principais e uma coletora, caracterizadas pela canalização do fluxo de veículos para pontos estratégicos da cidade de Florianópolis (Mapa 3.7). Trata-se da avenida da Saudade, a avenida Beira Mar, a Rodovia Ademar Gonzaga ou estrada SC 404 e a avenida Madre Benvenuta. A avenida da Saudade comunica o centro da cidade com o Norte da ilha de Santa Catarina e vice-versa. Esta avenida tem a particularidade de atravessar perpendicularmente o manguezal do Itacorubi com relação ao escoamento geral da bacia. A mesma está localizada no setor próximo à Baía Norte. A infra-estrutura da avenida da Saudade está implantada sobre um aterro de aproximadamente 1m de altura referido ao nível médio do manguezal. 16 SC RODOVIA ESTADUAL (Art. 119) Aquelas vias arteriais constituídas pelas rodovias que têm a função de interligar o Centro Urbano com os Balneários e outros Municípios, estruturando seus respectivos sistemas viários. PI PRINCIPAL INSULAR (Art. 119) Aquelas vias principais que têm a função de conciliar o tráfego de passagem com o tráfego local e propiciar facilidades ao transporte coletivo. CI COLETORA INSULAR (Art. 119) Aquelas que têm a função de coletar o tráfego das Vias Locais e encaminha-lo às Vias Coletoras, apoiando a função comercial das Vias Coletoras e facilitando o acesso ao interior dos bairros. LI VIA DE LIGAÇÃO (Art. 119) Vias locais as demais vias de circulação de veículos, tendo a função de possibilitar o acesso direto aos lotes e edificações. CICLOVIAS (Art. 119) Aquelas destinadas à circulação exclusiva de bicicletas. -72- Mapa 3.7.: Rede viária em 2001 do setor estudado do manguezal do Itacorubi -73- A base do aterro tem uma largura média de 70m. A parte superior ocupa 60m, sobre a qual se encontram seis faixas para trânsito veicular (três em cada sentido), dois acostamentos, duas faixas para pedestres, duas ciclovias, um canteiro central, dois meios-fios, luminárias e áreas de ornamentação. Em particular, nessa área se encontram espécies arbóreas e arbustivas exóticas ao manguezal. O comprimento da avenida da Saudade na área de estudo é de 900m. A avenida Beira Mar comunica o centro da cidade com o complexo da Universidade Federal de Santa Catarina e bairros circundantes. A mesma atravessa diferentes bairros na área de estudo, tais como Agronômica, Trindade e Santa Mônica. Na área de estudo esta via tem uma largura média de 40m, e está composta por seis faixas para trânsito veicular (três em cada sentido), uma área para acostamento, duas áreas para pedestres, uma ciclovia, um canteiro central, dois meios-fios, luminárias e área de ornamentação, com características similares às indicadas para a avenida da Saudade. A extensão da avenida Beira Mar na área de estudo é de 1750m. Tanto a avenida da Saudade como a avenida Beira Mar canalizam o trânsito rápido da área. Sobre estas duas vias de comunicação, existem três passagens elevadas para pedestres. A Rodovia Ademar Gonzaga (SC 404) tem na área de estudo uma largura média de 20m. Apresenta duas faixas para trânsito veicular (uma em cada sentido), duas calçadas para pedestres e dois meios-fios17. Analogamente à avenida Madre Benvenuta, a ambos os lados da via encontram-se edifícios públicos, áreas de serviço e residências particulares. O comprimento da Rodovia Ademar Gonzaga (SC 404) na área de estudo é de 1880m. A avenida Madre Benvenuta é perpendicular ao escoamento do manguezal, e dá acesso ao bairro Santa Mônica, vinculando a avenida Beira Mar com a Rodovia Ademar Gonzaga (SC 404). Esta via tem na área de estudo uma largura média de 20m, e se compõe de quatro faixas de trânsito veicular (duas em cada sentido), duas calçadas para pedestres e dois meios-fios. A ambos os lados desta via se encontram construções correspondentes a edifícios públicos, áreas de serviço e residências particulares. A extensão da avenida Madre Benvenuta na área de estudo é de 1575m. Articulando-se com as vias principais e com a coletora citadas, encontram-se ruas e passagens de largura variável, as quais constituem a rede de vias de interligação e ruas secundárias cuja função é possibilitar o acesso às propriedades. Este tipo de vias totalizam 8980m na área de estudo, e estão concentradas na área de instituições públicas e do loteamento Santa Mônica. 17 A partir de Junho de 2002 registraram-se modificações nesta via de comunicação, especialmente na área próxima à Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). -74- 3.3.6. Sistema hídrico Na área de estudo, a rede hídrica está formada por dois tributários principais, denominados rio Itacorubi e rio do Sertão (Mapa 3.8). O rio Itacorubi abrange 3270m dentro da área estudada, e o rio do Sertão, 2200m. Tratando-se de uma área plana próxima ao nível de base, característica de manguezal em bacia, existem vários cursos secundários de traçado indefinido e divagante, com sentido de escoamento atrelado aos níveis hídricos do manguezal. Os cursos principais são sinuosos. Concordantemente com as observações de WOLANSKI, MAZDA & RIDD (1992) em vários manguezais, também a área estudada do manguezal do Itacorubi apresenta uma rede de canais de escoamento superficial originada pelo fluxo que escapa dos canais nas curvas dos meandros. Esta situação prepondera na sub-bacia do rio Itacorubi. Vários coletores secundários, entre os quais destaca-se um coletor central, aparecem integrados à sub-bacia do rio do Sertão. Dentro da área, 124,2ha (54,5% do total) apresentam o sistema hídrico em condições naturais ou com intervenção antrópica limitada a aprofundamentos locais dos canais menores; do mesmo modo, 103,8ha (45,5% do total) estão integradas aos sistemas de esgotos ou vinculadas a retificações maiores e obras de arte. Para caracterizar os cursos principais, estudaram-se 4 seções indicadas no Mapa 3.8. As seções do rio Itacorubi na intercessão com as avenidas Madre Benvenuta e da Saudade (Gráfico 3.6) estão limitadas por pontes com uma seção útil de 137m2 e 121m2. 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 0.00 Pte. Av. Madre Benvenuta -1.00 -2.00 -3.00 -4.00 Rio Itacorubi -5.00 -6.00 MI 0.00 MD 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 0.00 Pte. Av. da Saudade -1.00 -2.00 -3.00 Rio Itacorubi -4.00 -5.00 -6.00 -7.00 MI MD Gráfico 3.6.: Seções do rio Itacorubi intercessão com Av. Madre Benvenuta e da Saudade -75- Mapa 3.8.: Sistema hídrico em 2001 no setor estudado do manguezal do Itacorubi -76- Os níveis hídricos em regime de vazão mínima oscilam em torno de 40cm na ponte de Madre Benvenuta e em 2,2m em avenida da Saudade. De acordo às marcas de ressaca, nas pontes citadas podem-se registrar níveis de 1,5m e 3,5m depois de precipitações intensas coincidentes com marés altas, as quais aumentam o nível de base e dificultam o escoamento. Em condições de vazão mínima, registraram-se velocidades de 20cm/s e uma vazão de aproximadamente 1m3/s. A seção útil do rio nas pontes sobre o rio Sertão na intercessão com avenida Madre Benvenuta é de 29m2 e em avenida da Saudade de 92m2 (Gráfico 3.7). Os níveis hídricos em regime de vazão mínima oscilam em 10cm na ponte de Madre Benvenuta e 1,9m na avenida da Saudade. Os níveis máximos em eventos extraordinários podem alcançar 1,2m em avenida Madre Benvenuta e 2,8m na avenida da Saudade, de acordo com as marcas de ressaca. Para condições de vazão mínima, registraram-se velocidades de 15cm/s, e uma vazão aproximada de 0.5m3/s. 0.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 Pte. Av. Madre Benvenuta -1.00 -2.00 Rio do Sertão -3.00 -4.00 MI 0.00 0.00 MD 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 Pte. Av. da Saudade -1.00 -2.00 -3.00 Rio do Sertão -4.00 -5.00 -6.00 MI MD Gráfico 3.7.: Seções do rio do Sertão intercessão Av. Madre Benvenuta e da Saudade Sem considerar os canais naturais e artificiais, o escoamento superficial da área de estudo é de tipo laminar. Esta condição é resultado do relevo predominante e da rugosidade próprios de uma área de transição fluviomarítima, onde a sedimentação por gravidade e por processos de floculação contribuem a manter as características pedológicas do manguezal. O sentido de escoamento está melhor definido nos canais de drenagem no extremo Sul da área de estudo, onde predomina o sentido terra-mar. O sentido é variável no extremo Norte, devido à influência das marés e dos ventos costeiros. Não obstante, devido à cobertura vegetal existente, não se registra modelado hídrico expresivo. Quando se registram precipitações que provocam o alagamento da área, o escoamento -77- do manguezal estará atrelado às condições mareométricas da Baía Norte. Nestas situações, o manguezal poderá permanecer vários dias alagado até recuperar as condições anteriores. Devido à litologia predominante, composta de partículas finas e coesivas, a infiltração não contribui significativamente à evacuação da água excedente. 3.3.7. Esgotos A área estudada está caracterizada pela presença de saídas de esgotos pluviais, sanitários e industriais, tanto públicos como privados (Mapa 3.9). Todos os esgotos apresentam escoamento para o manguezal. O registro no lugar deu como resultado o cadastramento de 85 esgotos com seção circular, quadrada e retangular que totalizaram 47,4m2 de área útil. Os esgotos apresentam diversas dimensões e estão construídos com concreto ou PVC. Entre eles, observaram-se obras concluídas em meados de 2001 com cota de esgoto inferior ao nível de base. As características físicas das águas de esgotos na área de estudo apresentam alta variabilidade espacial e temporal. Encontra-se desde águas claras (<1UT) a águas com turbidez maior (>5UT), ocasionada por material sólido em suspensão, azeites e combustíveis, e sabões. As características vinculadas a percepções orgânicas foram igualmente variáveis, passando de águas inodoras a águas com cheiro de azeites ou material em estado de putrefação. Esta última condição obedece tanto às condições anóxicas próprias do ambiente como aos aportes antrópicos. O recurso hídrico presente no manguezal caracterizou-se quimicamente a partir de análises colorimétricas e volumétricas em 4 pontos primários de amostragem localizados nos rios do Sertão e Itacorubi, sobre as pontes das avenidas da Saudade e Madre Benvenuta. Os resultados apresentam-se na Tabela 3.1. Outras análises, realizadas em saídas de esgotos e pontos domiciliários permitiram completar a caracterização química das águas que são vertidas ao setor estudado do manguezal. Os resultados são apresentados na Tabela3.2. Embora estas análises não foram repetidas no tempo, nem as técnicas utilizadas permitiram alcançar altos graus de precisão, o conhecimento destes valores permitiu formar uma idéia objetiva dos teores referidos às condições químicas das águas do setor estudado. -78- Mapa 3.9.: Esgotos cadastrados em 2001 no setor estudado do manguezal do Itacorubi -79- As análises incluíram oxigênio dissolvido, pH, amônia, ferro, fosfatos, cloro e sais dissolvidas totais. Da interpretação dos mesmos percebe-se que, no caso dos rios do Sertão e Itacorubi, no momento da análise encontraram-se águas ligeiramente ácidas ou neutras, com baixo conteúdo de oxigênio dissolvido total. As concentrações de oxigênio dissolvido nos canais principais do manguezal oscilaram entre 1mg/l a 2mg/l. Estes valores são sensivelmente inferiores aos registrados na área e publicadas por PANITZ em 1986. A influência dos refluxos de água salgada sobre as características químicas foi detectada em todas as análises, evidenciando-se de forma global esta situação nos sais dissolvidos totais (300 a 1000mg/l a montante e 5000 a 8000mg/l a juzante). No setor Norte da área estudada apresentou-se a maior variabilidade nos teores salinos da água, não contando-se com os valores extremos. Tabela 3.1.: Características químicas da água em pontos primários de amostragem Fonte: Trabalhos de campo Roque A. Sánchez Dalotto, 2002 AMOSTRA Nº 2 3 4 5 Ponte Rio do Sertão Av. M. Benvenuta Ponte Rio do Sertão Av. da Saudade Ponte Rio Itacorubi Av. da Saudade Ponte Rio Itacorubi Av. M. Benvenuta N (m) 6945641 6947114 6947214 6946043 E (m) 22745338 22744873 22745176 22746358 TIPO córrego córrego córrego córrego Segunda-feira Segunda-feira Segunda-feira Segunda-feira 18/02/02 18/02/02 18/02/02 18/02/02 LUGAR DIA DATA HORA CONDIÇÕES TEMPERATURA (ºC) TURBIDEZ (UT) pH 15:05 15:51 16:36 17:28 Quente c/nuvens Quente c/nuvens Quente c/nuvens Quente c/nuvens 26.0 25.5 26.0 25.5 <1 <1 <1 <1 7.0 6.5 7.0 6.5 1.00 1.00 2.00 1.00 NH3- (mg/l) 7.00 5.00 3.00 3.00 TOXICIDADE NH3- (%) 0.73 0.19 0.73 0.19 0.05 0.01 0.02 <0.01 2.00 0.75 0.25 0.50 0.50 0.25 <0.10 <0.10 O2 (mg/l) NH3Fe++ TÓXICO (mg/l) (mg/l) PO4≡ (mg/l) Cl2 (mg/l) SAIS TOTAIS (mg/l) <0.10 0.10 <0.10 <0.10 1000.00 5000.00 8000.00 500.00 -80- Tabela 3.2.: Características químicas da água em outros pontos da área de estudo Fonte: Trabalhos de campo Roque A. Sánchez Dalotto, 2002 AMOSTRA Nº 6 7 8 9 10 11 12 13 Beira Mar Passarela Saída Depósito sanitário Ademar Gonzaga UDESC Santa Mônica 6946777 6946916 6947267 6947073 6946238 6945930 22744651 22744571 22744547 22745372 22745944 22746718 22745399 esgoto esgoto esgoto canal esgoto canal esgoto canal esgoto esgoto Beira Mar Saída Itambé Beira Mar Trapiche destruído Beira Mar Saída Granville Beira Mar Estação Rodoviária Beira Mar Passarela N (m) 6946037 6946289 6946504 6946549 E (m) 22745005 22744910 22744663 esgoto canal esgoto esgoto LUGAR TIPO 14 15 DIA Terça-feira Terça-feira Terça-feira Terça-feira Terça-feira Terça-feira Terça-feira Terça-feira Terça-feira Quarta-feira DATA 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 19/02/2002 20/02/2002 HORA 15:42 Quente c/nuvens 16:15 Quente c/nuvens 16:36 Quente c/nuvens 16:52 Quente c/nuvens 17:24 Quente c/nuvens 17:41 18:16 19:09 15:50 Nublado Nublado 18:45 Nublado fresco Fresco Ensolarado 29.0 CONDIÇÕES TEMPERATURA (ºC) 28.0 27.0 27.0 26.5 27.0 26.0 26.0 24.5 25.0 TURBIDEZ (UT) >2 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 pH 6.0 6.3 6.5 6.5 6.7 6.5 7.2 6.5 6.5 6.5 O2 (mg/l) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1.0 0.5 4.0 1.0 2.0 NH3- (mg/l) 2.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 <0.19 <0.19 0.19 0.19 0.35 0.19 1.20 0.19 0.19 0.19 <0.00 <0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.08 0.01 0.01 0.01 Fe++ (mg/l) 5.0 0.5 0.4 5.0 0.3 0.4 5.0 0.5 4.0 3.0 ≡ PO4 (mg/l) 0.2 0.2 2.5 3.0 0.8 0.3 0.3 1.5 4.0 1.5 Cl2 (mg/l) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 SAIS TOTAIS (mg/l) n.d. 3000.0 1000.0 n.d. 3000.0 1000.0 n.d. 300.0 3300.0 n.d. TOXICIDADE NH3- (%) NH3- TÓXICO (mg/l) No caso dos esgotos, encontraram-se efluentes com concentrações máximas de 0.08mg/l de amônia e 5mg/l de ferro. O pH ácido a neutro predominante nas águas do setor estudado diminui a toxicidade de alguns componentes, em especial a amônia. Estas águas de esgotos chegam ao manguezal com baixos conteúdos de oxigênio dissolvido (0,5 – 1,0mg/l), particularmente os originados nos bairros Trindade e Santa Mônica. Casos atípicos e pontuais estão representados por aqueles esgotos onde a saída da água apresenta um salto, o que contribui à oxigenação pontual da mesma. Em tais casos, o oxigênio dissolvido total alcançou valores de 2mg/l a 4mg/l. Com relação ao aspecto operativo dos esgotos, e de acordo a verificações de funcionamento realizadas na área, estabeleceu-se que 37 esgotos (43% do total registrado) evacuam exclusivamente efluentes, 20 esgotos (23%) evacuam tanto de efluentes como águas pluviais e 28 esgotos (33%) transportam só águas pluviais. Existe um número não registrado de esgotos de PVC, seção circular e diâmetros menores, que operam principalmente como descargas domiciliárias, tanto pluviais como de efluentes. Segundo a procedência dos esgotos, estes são originados nos bairros da Trindade, Santa Mônica e Itacorubi, bem como nos sistemas pluviais das avenidas da Saudade e Beira Mar. Registraram-se 7 esgotos de efluentes que somam 2,0m2 de seção útil (4% do total) e 9 esgotos de efluentes e pluviais que totalizam 30,0m2 de seção útil (63% do -81- total) originados no bairro da Trindade. Do bairro Santa Mônica identificaram-se 11 esgotos de efluentes que somam 2,90m2 de seção útil (6% do total). Do bairro Itacorubi provêm 19 esgotos de efluentes que somam 3,0m2 de seção útil (6% do total), 11 esgotos de efluentes e pluviais que totalizam 0,30m2 de seção útil (<1% do total) e 12 esgotos pluviais que totalizam 6,5m2 de seção útil (13% do total). Os sistemas de esgotos pluviais das avenidas da Saudade e Beira Mar contribuem com 13 e 3 esgotos, totalizando 2,0m2 e 0,7m2 de seção útil (4% e 1% do total). As características métricas e construtivas dos 85 esgotos registrados estão apresentadas na Tabela 3.3. Os resultados apresentados estão referidos a Março de 2002. Ressalta-se que a partir de Junho do mesmo ano foi realizada a construção de esgotos de seção quadrada (1.50m) em terrenos próximos à UDESC, totalizando-se mais de 300m lineares de obras. Tabela 3.3.: Características dos esgotos registrados na área de estudo Fonte: Trabalhos de campo Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 SEÇÃO MATERIAL DIMENSÕES (m) QUANTIDADE Circular Concreto 0,40 23 Circular Concreto 0,30 13 Circular Concreto 0,10 11 Circular Concreto 0,60 7 Circular Concreto 0,80 7 Circular Concreto 0,50 4 Circular PVC 0,10 4 Quadrada Concreto 2,00 4 Quadrada Concreto 0,10 3 Circular Concreto 1,00 2 Retangular Concreto 3,00 x 1,50 2 Retangular Concreto 2,00 x 1,00 2 Circular Concreto 1,80 1 Circular PVC 0,06 1 Retangular Concreto 1,50 x 1,00 1 –— -82- CAPITULO 4 MATERIAL E MÉTODO RESUM0 DO CAPÍTULO 4 Apresentam-se as cinco etapas nas quais foi dividido o método utilizado. Na primeira foi sintetizada a forma pela qual se chegou a definir o problema e a formular as hipóteses de trabalho. Na segunda se detalham os processos para preparação dos dados de entrada ao SIG estruturado. Na terceira etapa se descreve como foi efetuado o zoneamento da área de estudo por meio da técnica da ACP. Na quarta etapa se especifica a estruturação e aplicação do SE. Na quinta etapa ensaiaram-se soluções aos problemas ambientais específicos por meio de um SEAD. 4.1. MATERIAL O propósito de documentar o material utilizado foi mostrar os elementos que formaram parte do trabalho, os quais serviram como meio para alcançar os objetivos. Neste sentido, o desenvolvimento da investigação apoiou-se no emprego de equipamento específico e programas para processamento. Independentemente das características técnicas dos equipamentos e dos programas utilizados, as quais serão superadas no tempo, interessou apresentar e analisar qual foi a relação funcional entre estes componentes durante o desenvolvimento da pesquisa. Na Figura 4.1 é apresentada essa relação. No material utilizado, estruturaram-se dois núcleos ou grupos operativos que estabeleceram relações funcionais entre eles. O primeiro grupo esteve integrado por notebooks, navegador GPS, sensor digital, filtros, linguagens de programação e programas para obtenção e processamento de dados e controle de periféricos; o segundo integrou-se com um computador, impressoras e plotters jato de tinta, programa para cálculos e programas para gestão e manejo de dados. -83- Figura 4.1.: Relação entre o material utilizado O primeiro grupo cobriu necessidades de tarefas que se efetuaram em campo, enquanto que o segundo resolveu trabalhos de pós-processamento em escritório. O material utilizou-se alternadamente em função do avanço da pesquisa. A comunicação entre notebooks e computador estabeleceu-se por meio de uma conexão de rede local de 10/100 Mbits/s, a qual ofereceu taxa de transferência adequada para transmissão dos dados obtidos em campo. 4.1.1. Equipamento Constituído pela infra-estrutura física que utilizou-se diretamente na obtenção e armazenamento dos dados coletados. Entre o equipamento utilizado se encontram os equipamentos computacionais e os equipamentos adicionais. O equipamento computacional esteve constituído por computadores de escritório e notebooks, impressoras e plotters, e sistema digital de reconhecimento. Apresentam-se algumas das características técnicas do equipamento utilizado. - Computador tipo PC com processador de 550Mhz, 64Mb de memória RAM, capacidade de armazenamento de 12Gb, gravadora e leitora de CD-Rom e disquetes de 3 ½ polegadas, monitor de 17 polegadas; - Impressoras de jato de tinta resolução de 720 pontos por polegada e plotters de jato de tinta resolução de 600 pontos por polegadas. - Notebooks com processadores de 550Mhz e 450Mhz, 128Mb de memória RAM, capacidade de armazenamento de 4Gb e 6Gb, leitora de CD-ROM e disquetes de 3 ½ polegadas, tela de 12 polegadas. -84- - Sensor digital marca Logitech, com conexão Universal Serie Bus (USB) ao computador (Figura 4.2.); capacidade de captura de quadros independentes ou geração de seqüência de vídeo digital. Este sistema digital de reconhecimento está equipado com um dispositivo de carga acoplada (CCD) tipo CIF, de 6mm (¼ de polegada), formado por 352 elementos sensíveis no sentido horizontal e 288 no sentido vertical. O CCD está caracterizado por baixo consumo (60mW), possui óptica incorporada de 16mm de distância focal, angular de 52º e conversor analógico/digital incorporado. Figura 4.2.: Sensor digital Fonte: http://www.sharp-world.com (05/07/01) e Roque A. Sánchez Dalotto, 2003 O equipamento adicional esteve constituído por navegador GPS, filtros, testes colorimétricos para análises de água e outros acessórios. Não se detalham outros elementos utilizados, pelo fato de serem próprios da maior parte dos trabalhos de investigação, e por sua incidência menor, não são relevantes para alcançar os objetivos da pesquisa. Apresentam-se algumas características técnicas do equipamento adicional utilizado. - Navegador GPS (Figura 4.3) para orientação no terreno durante as fases iniciais do trabalho, 12 canais de rastreamento, sistemas de coordenadas e datum configurável, 200 pontos de memória e precisão melhor que 25m para 95% dos pontos medidos. Figura 4.3: Navegador GPS Fonte: Topcon Optical Corporation, 2000. -85- - Filtros e acessórios para obter imagens digitais em diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético, utilizados conjuntamente com o sistema digital de reconhecimento. As características dos filtros (Figura 4.4) e acessórios se encontram na Tabela 4.1. Figura 4.4.: Filtros infravermelho Fonte: Hoya Optical Corporation, 2002 Tabela 4.1.: Características dos filtros utilizados Fontes: Manuais de especificações técnicas dos fabricantes Hoya Optical Corporation / Tamron / Canon / Marumi / Toshiba / B+W Adaptação: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 FILTRO / ACESSÓRIO ADAPTADOR 49→52 FABRICANTE Hoya PAÍS DE ORIGEM Japão DIÁMETRO 49mm ADAPTADOR 52→49 Hoya Japão 52mm AMARELO Y1 INFRAVERMELHO R72 Tamron Hoya Japão Japão 52mm 49mm INFRAVERMELHO RM90 Hoya Japão 49mm LARANJA O1 PARASOL DE BORRACHA PARASOL METÁLICO POLARIZADOR SKYLITE SL-1A ULTRAVIOLETA Canon Hoya Hoya Marumi Toshiba B+W Japão Japão Japão Japão Japão Alemanha 52mm 49mm 49mm 52mm 49mm 49mm CARACTERÍSTICAS Adaptador de diâmetro de filtros 49mm para 52mm Adaptador de diâmetro de filtros 52mm para 49mm Cor amarelo (Yellow 1) Bloqueia comprimentos de onda até 720nm. Eqüivalente Schott RG-715 Bloqueia comprimentos de onda até 900nm. Eqüivalente Kopp 2563 Cor laranja fator 3X (Orange 1) Proteção contra entrada de raios tangenciais Proteção contra entrada de raios tangenciais Polarizador circular Tipo SL-1A cor salmão Elimina comprimentos de onda do ultravioleta Destes filtros, os infravermelhos R72 e RM90 foram os mais utilizados por suas características espectrais vinculadas aos objetivos deste trabalho. Na Figura 4.5. apresentam-se as sensibilidades espectrais dos filtros R72 e RM90, e a sensibilidade espectral genérica do CCD. O comprimento de onda que define a cada filtro se considera partindo de 50% da transmissividade em cada caso. -86- Figura 4.5.: Sensibilidade espectral de filtros R72 e RM90, e CCD CIF Fontes: http://www.sharp-world.com (05/07/01); Carlson Center for Imaging Science; BES Optics Inc. Adaptação: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 A partir da intercessão das curvas de sensibilidade espectral do CCD e dos filtros, ficaram determinadas duas janelas espectrais que caracterizaram a resposta do sistema de captura de imagens funcionando em dois modos: a primeira janela no modo IR1 (Figura 4.6), utilizando o filtro R72 e o CCD CIF abrangeu os comprimentos de onda de 720nm a 950nm; a segunda janela no modo IR2 (Figura 4.7), correspondente ao filtro RM90 e CCD CIF, abrangendo aproximadamente de 900nm a 950nm. Pelo fato que a intercessão entre as curvas de transmitância do CCD e o filtro verifica-se em aproximadamente 50%, obtiveram-se imagens mais escuras no modo IR2, problema resolvido a partir da modificação do brilho das mesmas por meio de programas quando foi necessário otimizar sua visualização. Ressalta-se também que nas imagens obtidas utilizaram-se duas janelas espectrais, observou-se uma separação considerável entre as assinaturas espectrais de vegetação, água e solo, fato que otimizou as tarefas de identificação e discriminação temática dos elementos das imagens. -87- Figura 4.6.: Janela espectral 720nm – 950nm do sistema digital de reconhecimento Fontes: http://www.sharp-world.com (05/07/01); Carlson Center for Imaging Science; BES Optics Inc. Adaptação: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 Figura 4.7.: Janela espectral 900nm – 950nm do sistema digital de reconhecimento Fontes: http://www.sharp-world.com (05/07/01); Carlson Center for Imaging Science; BES Optics Inc. Adaptação: Roque A. Sánchez Dalotto, 2001 -88- Efetuaram-se determinações da qualidade físico-química das águas superficiais da área de estudo por meio de testes colorimétricos (Figura 4.8). Composto por reagentes químicos, recipientes para toma e análise de amostras e tabelas colorimétricas, este equipamento foi utilizado para formar uma idéia sobre as características físico-químicas da água superficial da área de estudo. As análises efetuaram-se por titulação, determinando-se temperatura, turbidez, pH, oxigênio dissolvido, amônia, fosfato, cloro, dureza total e sais dissolvidos totais. Figura 4.8.: Testes colorimétricos para análise de água 4.1.2. Programas No que diz respeito aos programas utilizados durante o trabalho de investigação, utilizaram-se diferentes aplicações que cobriram as necessidades específicas de processamento. Os programas, segundo sua função na pesquisa, classificaram-se em linguagens de programação, programa para obtenção e processamento de dados e controle de periféricos, programas para cálculos e programas para gestão e manejo de dados. 4.1.2.1. Linguagens de programação Utilizou-se a linguagem de programação Visual Basic ® para elaborar as rotinas que vincularam dados geográficos com cálculos para o planejamento, como assim também para pré-processar imagens ou realizar cálculos estatísticos relacionados às mesmas. Esta linguagem se caracteriza por dispor de um administrador de componentes visuais. Com este programa foi possível armazenar, organizar e compartilhar componentes reutilizáveis, criar assistentes, componentes específicos, objetos de conexão a base de dados e outros utilizados em projetos de Visual Basic ®. -89- A designação "Visual" da linguagem de programação faz referência ao método que se utiliza para criar a interfase gráfica entre o usuário e o ambiente operacional. A diferença de outras linguagens de programação, nas quais é necessário escrever numerosas linhas de código para descrever a aparência e a localização dos elementos da interfase (janelas, botões, menus, etc.), em Visual Basic ® se adicionam objetos preestabelecidos em lugares definidos dentro da tela. A linguagem Visual Basic® evoluiu a partir do original BASIC, criado faz várias décadas, contendo na atualidade um número significativo de instruções, funções e palavras chave, muitas das quais estão diretamente relacionadas com a interfase gráfica do ambiente operacional utilizado. A aplicação terminada foi um arquivo executável que utiliza uma máquina virtual de Visual Basic® para seu funcionamento. 4.1.2.2. Programas específicos elaborados Visando estruturar o conjunto de programas necessários para desenvolver a pesquisa considerando o material utilizado, elaboraram-se 14 módulos para captura de imagens, processamento de dados e controle de periféricos. As mesmas estão detalhadas na Tabela 4.2, totalizando-se mais de 13.000 linhas de programa. Os aplicativos desenvolvidos estiveram apoiados em programação orientada a objetos. A mesma representa uma perspectiva diferente com relação à programação convencional por procedimentos. Nesta última, considerava-se o fluxo do programa desde a primeira até a última linha de código, enquanto que na programação orientada a objetos cada um deles é considerado como componente de uma aplicação que têm funcionalidade privada independendo da funcionalidade geral que se oferece ao usuário. Tabela 4.2.: Detalhe das aplicações desenvolvidas APLICATIVO camera.exe correlation.exe desktop.exe digitize.exe distribution.exe histo.exe lanheader.exe profile.exe pyramid.exe FUNÇÃO PRINCIPAL Inicializa o dispositivo digital e controla a captura de imagens ou vídeos Efetua correlação bivariada para reconhecimento automático de feições Administra as aplicações e facilita menu de ajuda Digitaliza on-screen e gera arquivos de coordenadas Aplica teste chi2 para determinar normalidade de nuvens de pontos Calcula o histograma de imagens em vermelho, verde, azul e cinza Organiza os parâmetros dos arquivos associados às imagens LandSat Calcula perfis dos números digitais de uma imagem Calcula e gera sete níveis de pirâmides a partir de uma imagem TAMANHO (Kb) 148480 LINHAS DE PROGRAMA 1529 241664 3163 197120 961 40960 357 299520 3443 71680 357 36864 277 82944 364 48640 578 -90- Tabela 4.2. (continuação): Detalhe das aplicações desenvolvidas APLICATIVO segment.exe tiffheader.exe tifffileinfo.exe timeanalysis.exe viewbmpfiles.exe FUNÇÃO PRINCIPAL Efetua a segmentação dos histogramas vermelho, verde, azul e cinza Extrai os parâmetros de cabeçalho TIFF Extrai a um arquivo ASCII os dados de arquivos de imagens TIFF Calcula as diferenças de estatísticos para uma seqüência de imagens Visualiza arquivos tipo BMP, JPG e JPE TAMANHO (Kb) 79360 LINHAS DE PROGRAMA 724 59904 174592 513 194 77824 525 29184 170 4.1.2.3. Programas para cálculos Utilizou-se a planilha de cálculos Excel para efetuar processamentos específicos de dados obtidos com os aplicativos desenvolvidos. Este programa, utilizado em vários âmbitos de investigação e desenvolvimento, oferece uma ampla variedade de funções e cálculo sobre blocos de dados de tamanho considerável, o que a apresenta como um meio adequado para processar os dados obtidos. 4.1.2.4. Programas para processamento, gestão e manejo de dados Como foi citado, utilizou-se o Sistema de Informação Geográfica ArcView® SIG versão 3.2 para PC. Este programa computacional permite estabelecer relações espaciais entre os dados e a informação gerada, possibilitando a aplicação de critérios lógicos para relacionamentos de certa complexidade. Dada a natureza dos dados e a informação utilizada, o vínculo dinâmico entre os mesmos atendendo essas relações lógicas, seria alcançado com dificuldade se tivesse sido empregado outro tipo de programa. Na fase final do trabalho utilizou-se o SIG ArcView® versão 8.2 for Windows™, compatível com os produtos antes elaborados por meio da versão 3.2. Os processamentos de imagens e aplicações de Sistema Experto realizaram-se por meio do sistema ERDAS® Imagine Version 8.4. Este sistema apresentou compatibilidade com os formatos de arquivos utilizados pelo SIG ArcView®. A base cartográfica em formato vetorial e as imagens obtidas por meio de diferentes técnicas de sensoriamento remoto, tais como imagens de satélite e imagens de fotografias aéreas, foram materiais que se utilizaram como fontes de dados pelos programas para processamento, gestão e manejo durante as atividades da pesquisa. Suas características gerais e função na pesquisa estão detalhadas na etapa II do método. –— -91- 4.2. MÉTODO Para demonstrar que o desenvolvimento e a consolidação da base de conhecimentos técnicos destinada a um plano de gestão de recursos costeiros pode ser alcançada por meio de um SEAD apoiado em geoprocessamento, utilizou-se um método organizado em cinco etapas, as quais abrangeram a totalidade de processos utilizados durante a investigação. No desenvolvimento do método preponderou a seqüência dedutiva de análise, de implementação de atividades e de desenvolvimentos, partindo-se de critérios ou diretrizes gerais para chegar à aplicação específica no âmbito estudado. Para apresentar integralmente a forma que se estruturou o método e o fluxo geral de atividades desenvolvidas, mostra-se na Figura 4.9. um esquema simplificado das tarefas centrais de cada etapa, assim como os principais dados de entrada, processos e resultados que integraram as mesmas. Figura 4.9.: Fluxo geral de atividades no método Na primeira etapa realizou-se a análise e a caracterização do problema, obtendo-se como resultado a formulação das hipóteses de trabalho e dos objetivos a ser alcançados, bem como a definição da área de estudo. Na segunda etapa prepararam-se e integraramse os dados de entrada para ser incorporados no SIG que serve de núcleo gerador do -92- SEAD, obtendo-se como resultado principal modelos matriciais que serviram de dados de entrada ao SE. Na terceira etapa realizou-se o zoneamento da área de estudo por meio de técnicas de estatística multivariada, gerando-se modelos matriciais com o zoneamento da área. Na quarta etapa estruturou-se e retroalimentou-se o SE apoiado em uma rede de decisões destinada à obtenção de imagens classificadas da área por meio de processos de emulação das atividades de fotointerpretação do especialista. Finalmente, na quinta etapa se procedeu a implementar o SEAD, estruturado a partir dos resultados obtidos nas etapas anteriores, complementado com o uso de módulos específicos que possibilitaram a incorporação de dados tabulares no SEAD. As inovações ou contribuições específicas do método se concentraram nas Etapas II e IV, ressaltando o uso do sistema digital de reconhecimento para aquisição de seqüências de imagens em infravermelho 900nm. As mesmas foram utilizadas em fusão de dados conjuntamente com imagens de fotografias aéreas para geração de modelos matriciais contínuos destinados à incorporação de novas variáveis no SEAD. A continuação se descrevem cada uma das etapas do método em detalhe. 4.2.1. Etapa I – Definição do problema e formulação de hipóteses Esta etapa esteve constituída por nove atividades, executadas de modo seqüencial. Por meio das mesmas se conseguiu especificar as hipóteses de trabalho e fixar os objetivos a serem alcançados (Figura 4.10). A seqüência é concordante com a aconselhada por ARNAL (1992) para o desenvolvimento das etapas prévias ao núcleo operativo de pesquisas. As atividades consistiram na determinação de idéias motivadoras e identificação de problemas de gestão a partir das consultas a especialistas no tema, incorporando posteriormente as mesmas a um projeto executivo concreto. Estudaram-se os meios técnicos e econômicos disponíveis; por meio da análise bibliográfica verificou-se o estado atual do problema no mundo bem como sua relevância técnica, econômica, política e social na gestão do meio local. Determinou-se o contexto espaço-temporal no qual se desenvolveria a investigação, passando a definir a área de estudo, reconhecendo os problemas ambientais e estruturando as possíveis hipóteses de trabalho por meio de visitas ao lugar que permitiram complementar os conhecimentos gerais da área. Finalmente obteve-se como resultado a formalização de hipóteses de trabalho e os objetivos da investigação. Nos pontos seguintes se detalha cada atividade desenvolvida na Etapa 1. -93- Figura 4.10.: Fluxo de atividades na etapa I do método 4.2.1.1. Análise das idéias motivadoras da pesquisa Entendeu-se como idéias motivadoras as mencionadas no Capítulo I, ponto 1.1.2. Sua análise efetuou-se de maneira dedutiva de forma que, considerando a temática general, desmembraram-se linhas de trabalho para estabelecer áreas de atuação concretas. Esta análise foi complementada com os resultados obtidos a partir de consultas verbais realizadas a especialistas vinculados à gestão territorial, cadastro multifinalitário, sensoriamento remoto e manejo de áreas costeiras em instituições do Brasil, Argentina, Alemanha e Chile. Ainda não sendo convergentes em um ponto único, as opiniões destes especialistas possibilitou achar um meio termo aplicado à área de atuação escolhida. De informantes qualificados, tais como moradores vinculados às áreas costeiras, obteve-se informação geral, tal como origens dos problemas de maior incidência na área, articulação com instituições específicas e outros. Com o contexto de idéias motivadoras e as áreas de atuação estabelecidas fixadas na Gestão Territorial com ênfase em manejo de áreas costeiras, SEAD apoiados em SIG e SE, foi possível prosseguir com o desenvolvimento do método, canalizando estas temáticas na concretização de um projeto. -94- 4.2.1.2. Canalização das idéias para um projeto concreto Efetuou-se o desenvolvimento e a aplicação de um projeto orientado à Gestão Costeira, utilizando SIG como núcleo para a administração, processamento e geração de dados destinados ao SEAD, vinculado a um SE cujas variáveis apoiaram-se em técnicas de geoprocessamento e cadastro multifinalitário, em técnicas para obtenção de dados por sensoriamento remoto e em programas específicos para cálculos orientados ao planejamento econômico e operativo (Figura 4.11). O projeto foi estruturado considerando os componentes de um SEAD definidos por MÁRKUS (1999), concordantes com FABBRI (1998) e KEENAN (1997). Esta estruturação respondeu a critérios práticos estabelecidos na bibliografia específica. Para efetivar a implantação funcional de um SEAD foi necessário identificar na atividade seguinte os meios técnicos e as fontes orçamentárias que estariam disponíveis durante o desenvolvimento da investigação. Figura 4.11.: Componentes do SEAD estruturado 4.2.1.3. Análise dos meios técnicos e econômicos disponíveis Para analisar os meios técnicos e econômicos disponíveis, definiu-se a maior escala de análise dos resultados, fato que permitiu estabelecer a precisão e a densidade dos dados dos quais seriam extraídos os atributos de localização, e atributos de qualificação ou temáticos. A escala planimétrica de análise se fixou em 1:10000, atendendo as sugestões indicadas por DA SILVA & SOUZA (1988) para estudos, análise ambiental e gestão em áreas como a estudada. Esta escala implica o aceite de um erro absoluto EA na determinação da posição planimétrica de um ponto correspondente a: EA = 0.0002m * M -95- Onde EA é o erro absoluto e M é o módulo da escala. Neste caso específico, o valor do EA correspondeu a 0.0002m * 10000 = 2m. Os erros pontuais máximos aceitos para esta cartografia foram fixados em: EA Max= 3 * E Correspondente no caso analisado a EA Max= 3 * 2m = 6m. Estabelecidos os valores de erros aceitáveis, foi possível determinar e analisar a precisão das bases cartográficas digitais bem como o acesso a técnicas de posicionamento GPS que geraram dados planimétricos com precisão compatível. Efetuaram-se pesquisas para conhecer a localização de áreas relevadas, qualidade, suporte e escala do material aerofotográfico disponível, analisando a viabilidade de aplicar processos para obtenção das resoluções necessárias durante a conversão analógica para digital. Verificou-se a integridade funcional dos programas SIG, SE e de linguagens de programação que se utilizaram nas etapas posteriores do método, salientando-se a capacidade de manejo de diferentes formatos de arquivos por parte dos programas considerados. Com relação à disponibilidade de recursos econômicos, entendeu-se este ponto de importância relevante dentro da seqüência do método, já que a falta dos mesmos em certas etapas críticas deste trabalho demorou a execução de tarefas específicas, tais como compra de equipamento, elementos de informática e fotografias aéreas, bem como pagamento de serviços, entre os quais se contam horas de vôo em avião e helicóptero. Nas fases iniciais definidas nos pontos 4.2.1.1. e 4.2.1.2., Contou-se com o apoio de uma bolsa do Projeto Brasil Alemanha (PROBRAL), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq), Brasil e do Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD), Alemanha. Pela mesma foram desenvolvidas entre Junho e Agosto de 2000, atividades de investigação de antecedentes e vínculo com especialistas no Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung da Universität Karlsruhe, Karlsruhe, Alemanha. Na etapa final do trabalho contou-se com apoio econômico da Fundação Coordenação do Aperfeiçoamento do Pessoal do Nível Superior (CAPES), Brasil e da Universidade Nacional do Litoral, Argentina, fato que permitiu subsidiar parte dos trabalhos de conclusão da investigação. O vínculo do autor com diferentes organismos e instituições interessadas no desenvolvimento desta investigação, entre as quais estiveram o Laboratório de Camarões Marinhos do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Santa Catarina, a ELETROSUL de Florianópolis, e as empresas NCA de Florianópolis e INTERSAT de São Paulo, permitiu suprir carências orçamentárias a partir da cessão -96- gratuita de produtos cartográficos ou realização de horas de vôo para efetuar os reconhecimentos aéreos. 4.2.1.4. Estudo do estado atual do problema no mundo Investigou-se o estado atual do problema relacionado com a compreensão de situações ambientais em áreas de transição fluviomarítima, vinculadas à solução de problemas de carência de informação na gestão de áreas costeiras e à aplicação um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões. Entendeu-se que a utilização de Internet seria uma alternativa adequada para obter um panorama completo da situação atual do problema no mundo, já que a disponibilidade de informação específica apresenta restrições mínimas de acesso. Esta fase da pesquisa esteve orientada à busca de antecedentes na Internet utilizandose palavras chave para obtenção da informação desejada. Atenderam-se principalmente resultados de instituições acadêmicas, investigadores independentes e organizações governamentais em países estreitamente ligados à gestão de áreas costeiras nas quais intervêm formações fluviomarítimas. Entre eles se pode citar Brasil, Austrália, Nova Zelândia, Índia, Bangladesh, Filipinas, Costa Rica, México e Panamá. 4.2.1.5. Análise da relevância do problema Conhecido o estado atual do problema no mundo, avaliou-se sua relevância considerando aspectos técnicos, econômicos, políticos e sociais nas áreas factíveis de ser estudadas. Conservando a verticalidade da análise própria deste tipo de investigação, entendeu-se que um problema vinculado à gestão de um espaço não pode considerar-se como uma situação linear que está limitada à solução de um problema técnico; considerou-se que o mesmo está condicionado por outros fatores, tais como a realidade econômica, a estrutura política e o contexto social nos quais está inserida a área estudada. A análise de relevância técnica apoiou-se no fato apresentado por MÁRKUS (1999), que sustenta que os SE são programas capazes de orientar objetivamente o usuário na solução de problemas ambientais, integrando um Sistema Espacializado de Apoio às Decisões. A relevância econômica considerou-se atendendo o fato que este tipo de desenvolvimento e aplicação em gestão de áreas costeiras permitiria estudar situações ambientais que requereriam de investimentos corretivos a futuro. A relevância política -97- entendeu-se da perspectiva que a implementação de um SEAD otimizaria as tarefas de gestão municipal no âmbito aplicado. Finalmente, a relevância social centrou-se no fato que um SEAD aplicado à gestão costeira possibilitaria minimizar os transtornos à população a partir da apresentação de novas soluções a problemas ambientais pontuais, tais como a localização de canais a céu aberto, construção de esgotos, loteamentos para urbanização ou cálculo dos coeficientes de rugosidade que alteram a dinâmica hídrica ocasionando inundações. 4.2.1.6. Determinação do contexto espaço-temporal Dentro das áreas fluviomarítimas com possibilidades de ser analisadas para implementar um SEAD a partir da análise efetuada no ponto 4.2.1.3., foi necessário demarcar espacial e temporalmente qual seria o âmbito de estudo. Em função dos dados e meios econômicos disponíveis, estimou-se que um setor urbano relacionado com uma área de transição fluviomarítima definida como APP, atenderia os objetivos gerais da pesquisa. Nesse sentido, a informação disponível para o Parque Manguezal do Itacorubi e áreas vizinhas cumpriram com os requerimentos técnicos e econômicos para ser considerados como contexto espacial viável, já que em diferentes órgãos estatais e privados dispunhase de cobertura cartográfica, topográfica e temática, bem como dados de sensoriamento remoto. Esta área abrangeu 306ha incluindo o setor correspondente ao Parque e áreas com diferente ocupação do solo. Dentro dos fatores decisivos, também se considerou o acesso rápido à área, o qual foi um critério positivo que orientou na eleição deste Parque e áreas vizinhas. No sentido da análise temporal, o contexto se restringiu aos últimos sete ou oito anos, em função da consideração de eventos de relevância durante esse período. Desde 1995 verificou-se na área uma série de situações ambientalmente determinantes para a integridade do hábitat considerado, tais como a ocorrência de inundações extraordinárias, a construção de aterros e vias de comunicação, a urbanização marcada e a alteração do zoneamento do Plano Diretor de Florianópolis. Paralelamente, e para estabelecer a evolução geral da área nos últimos sessenta e cinco anos, realizou-se a leitura de bibliografia e estudos específicos, bem como a análise visual de fotografias aéreas de diferentes datas. -98- 4.2.1.7. Definição da área de estudo Com o contexto espaço-temporal definido previamente, efetuaram-se levantamentos na área com a finalidade de determinar globalmente as características predominantes da paisagem, as principais relações entre os componentes ambientais e o dinamismo da área. Posteriormente, foi possível definir um setor característico dentro da área estudada, concordante com os tópicos analisados no ponto 4.2.1.2. Percebendo-se a priori a existência de quatro setores funcionais representativos do contexto espacial considerado na parte Sul da área geral mencionada no ponto 4.2.1.6., integraram-se os mesmos à área específica de estudo, abrangendo 228ha das 306ha antes citadas. Posteriormente, por meio da aplicação de técnicas estatísticas, corroborou-se a existência destes quatro setores. A partir da definição da área de estudo, enfatizaram-se as tarefas que levaram ao conhecimento detalhado do meio, aplicando diferentes técnicas para conhecer as características funcionais e morfológicas do mesmo, além dos problemas ambientais vinculados à sua gestão. A caracterização natural e antrópica detalhada da área de estudo está referida no Capítulo III deste trabalho. 4.2.1.8. Reconhecimento de problemas ambientais da área Atendendo que a linha de investigação esteve centrada na aplicação de um SEAD para a gestão costeira, deu-se prioridade à observação e reconhecimento de problemas ambientais ligados ao manejo e gerenciamento do setor. O reconhecimento visual direto, bem como a consulta a informantes qualificados tais como moradores com várias décadas de residência na área, permitiu determinar problemas concretos vinculados à gestão local e à falta de informação específica nos órgãos de manejo local. Entre os problemas ambientais vinculados à gestão, detectados por meio da observação in situ e por consultas, determinou-se que as inundações pluviais, em concordância com o citado por REIS ET AL. (1999) para esta parte da costa sudeste Brasileira é o principal inconveniente que ameaza a área. Também notou-se a discrepância entre a ocupação do solo e o zoneamento da área no Plano Diretor de Florianópolis, acompanhada de degradação natural, antrópica ou conjunta da APP. Finalmente, estabeleceram-se as linhas de pesquisa concretas visando alcançar um grau expressivo de entendimento dos fenômenos ambientais, possibilitando-se finalmente a formulação de hipóteses e determinação de objetivos. -99- 4.2.1.9. Formulação de hipóteses A formulação das hipóteses respondeu à análise de estruturação do espaço geográfico apoiada nos critérios de SANTOS (1996), que determina a função da forma ou representação dos aspectos visíveis da paisagem, a função ou rol desempenhado pela forma, a estrutura ou organização das formas e os processos vinculados às transformações temporais. Dentro desta linha, entendeu-se que na área estudada se verifica a estrutura citada, de forma que as situações consideradas não são fatos isolados, estando amalgamados em critérios de continuidade e de dinamismo vinculados a elementos afetados por agentes naturais e antrópicos. Estruturalmente seguiu-se a linha estabelecida por ARNAL (1992) no que diz respeito ao marco teórico prévio necessário para a formulação de hipóteses. Apoiadas nos conhecimentos que dispunham-se até esta fase do método, sustentaram-se duas hipóteses para serem contrastadas empiricamente, as quais surgiram como resultado da avaliação de várias situações alternativas observadas na área de estudo. Optou-se por algumas delas em função de sua gravitação local e concordância com a linha temática deste trabalho. De todos os modos, a análise contextual das hipóteses limitou-se a duas linhas concretas, considerando a realidade local observada e medida. Prescindiu-se de outras condições da área circundante (por exemplo, trabalhar com a totalidade da bacia), pois sua influência na área de estudo reflete-se diretamente nos processos observados. Estas considerações operaram como fatores restritivos das hipóteses. 4.2.1.10. Determinação de hipóteses e objetivos Com um conjunto convergente de conhecimentos físicos e funcionais da área de estudo, procedeu-se à formulação de duas hipóteses de trabalho vinculadas ao estabelecimento de um SEAD para apoio às decisões na gestão de áreas costeiras, e à utilização do geoprocessamento com ênfase na fusão de dados. Como foi citado, avaliaram-se várias alternativas de hipóteses paralelamente ao aumento do conhecimento da problemática da área, considerando-se a viabilidade de sua operacionalização. As hipóteses resultantes se apresentaram como resposta conjetural aos problemas tratados. A primeira hipótese surgiu de conceitos teóricos, ou seja, por via dedutiva comprovando uma idéia, enquanto que a segunda hipótese estruturou-se a partir da prática ou via indutiva, gerando conhecimentos vinculados à função dos elementos ambientais considerados. -100- As hipóteses, também entendidas como a alternativa de solução relacional ao problema que as originou, serviram de vínculo entre a teoria e as observações. Portanto, classifica-se este trabalho dentro do grupo de investigações explicativas ou causais. As hipóteses expostas estão fundamentadas em teorias científicas, concordantes com as leis físicas e convergentes com outras linhas de investigação. Além disso, foram elaboradas de forma que podessem ser contrastadas empiricamente, sendo suscetíveis de investigação científica. Os objetivos foram derivados do mesmo modo, orientando-se a solucionar problemas de carência e utilização de informação na gestão de áreas costeiras, com possibilidade de inserção do método como alternativa para a geração da base técnico-científica em um plano de gestão costeira, otimizando os processos de captura de dados destinados à gestão territorial. A fusão de dados da área estudada originados a partir de diferentes fontes, e a proposta de alternativas técnicas para a recuperação na área de estudo de áreas antes ocupadas por mangues, verificando a degradação da cobertura vegetal nativa foram diretrizes também consideradas na estruturação dos objetivos. 4.2.2. Etapa II – Preparação dos dados de entrada Durante a segunda etapa do método desenvolveram-se as atividades tendentes a adequar métrica e tematicamente os dados de entrada para serem utilizados no SE. Tratou-se principalmente da estruturação de um projeto SIG que permitiu administrar os dados de forma tal que a geração de variáveis destinadas a dar suporte ao SE alcançou-se adequadamente por meio deste tipo de programa. Na Figura 4.12 está resumida a seqüência correspondente a esta etapa. -101- Figura 4.12.: Fluxo de atividades na etapa II do método 4.2.2.1. Adequação do SIG como técnica para preparação de dados Na seqüência do método, utilizou-se um programa SIG como meio para preparar, organizar, unificar e armazenar os dados que utilizaram-se como entrada nos processos de aplicação do SE. Estes usos são concordantes com os indicados pela FIG in BÄHR (1999) para um sistema de geoinformação. Entendeu-se SIG segundo o critério sustentado por BÄHR (1999), quem o define como meio para aquisição, processamento e visualização de dados que oferece alternativa para a tomada de decisões, convertendo o mesmo em suporte de atividades complexas tais como gestão territorial e controle ambiental. Para a utilização do programa SIG consideraram-se as precauções marcadas pelo mesmo autor, no sentido que um SIG deve precaver-se de uma aplicação inadequada, onde a decisão final deve ser efetuada pelo homem e não pela máquina; sua utilização nesta pesquisa não superaria as expectativas iniciais, vinculando a natureza dos dados de entrada com os de saída; os resultados do SIG seriam apresentados aos interessados de forma plana e aberta, sem criar o denominado “síndrome da caixa negra”; e finalmente, os problemas expostos para serem resolvidos por meio de um SIG não seriam subestimados. -102- 4.2.2.2. Estruturação do projeto SIG Para alcançar os objetivos propostos neste trabalho, estruturou-se um projeto SIG formado por vistas compostas de temas segundo o indicado na tabela 4.3. Como citouse, alguns destes temas foram adequados em formato para utilizar-se posteriormente como variáveis de entrada ao SE, conjuntamente com outras preparadas por programas específicos. Tabela 4.3.: Estrutura do SIG VISTA PLANIMETRÍA GERAL TEMA Área de estudo Construções Áreas verdes Pontes Áreas de recreação Rede viária Rede hídrica Pontos Perfis Pontos demarcados Curvas principais Curva secundárias Modelo digital do terreno TIPO Polígono Polígono Polígono Linha Polígono Linha Polígono Ponto Ponto Linha Linha Matricial ATRIBUTOS Superfície Bairro, tipo, superfície Superfície Localização Nome Nome Nome N, E, D. parcial, D. Acumulada, Altura Altura Altura Altura Altura interpolada IMAGENS DE SATÉLITE Imagem HRV ME SPOT 2001 Imagem LandSat 1999 FCC321+8 Imagem LandSat 1999 FCC341+8 Imagem LandSat 1999 FCC437+8 Imagem LandSat 1999 FCC457+8 Imagem LandSat 1999 FCC532+8 Imagem LandSat 1999 FCC472+8 Imagem LandSat 1999 FCC ACP Imagem LandSat 1999 NVI Matricial Matricial Matricial Matricial Matricial Matricial Matricial Matricial Matricial Número digital R, G, B Número digital R, G, B Número digital R, G, B Número digital R, G, B Número digital R, G, B Número digital R, G, B Número digital R, G, B Número digital R, G, B Densidade vegetação FOTOGRAFIAS AÉREAS Levantamento aéreo 1998 Levantamento aéreo 2000 Levantamento aéreo 2002 Matricial Matricial Matricial Número digital Número digital R, G, B Número digital R, G, B IMAGENS SISTEMA DIGITAL IR AERO TRANSPORTADO Imagens 900nm Setembro 2001 Imagens 900nm Junho 2002 Matricial Matricial Número digital Número digital ESGOTOS Esgotos Ponto MANGUEZAIS Mangues Exóticas Polígono Polígono N, E, Seção, Material, Função, Diâmetro, Largo, Alto, Estado operativo, Origem, Área útil Gênero, Espécie, Nome vulgar, Área ocupada Área ocupada REDE DE DRENAGEM Rede de drenagem Linha Número de Horton CADASTRO Cadastro Plano Diretor 1998 Polígono Polígono Superfície, Área coberta, Bairro, Uso da propriedade, Proprietário, Domínio, Percentagem de ocupação ANÁLISE DE ÁGUA Pontos de análise Ponto N, E, Localização, Tipo, Data da análise, Hora, Condições atmosféricas, Temperatura da água, Oxigênio dissolvido, Turbidez, pH, Amônia, Amônia tóxica, Ferro, Fosfato, Cloro, Carbonato de Cálcio, Sais dissolvidos totais. Isoconcentrações de oxigênio Linha Oxigênio dissolvido interpolado FOTOGRAFIAS DE CAMPO ENCHENTE 1995 Fotografias de campo Matricial Vinculo com áreas fotografadas durante missões de campo Enchente 1995 Polígono Superfície ZONEAMENTO Setores homogêneos Polígono Superfície ALTIMETRIA -103- 4.2.2.3. Programa computacional adotado Dos programas SIG disponíveis, escolheu-se o programa ArcView® Versão 3.2 pelo fato de ter-se utilizado e conhecer seu funcionamento com antecedência ao início da investigação, e por haver-se comprovado um rendimento adequado que garantiu alcançar os objetivos propostos neste trabalho. Além disso, o programa apresenta adequado desempenho na hora de interagir com a importação de formatos tanto vetoriais como matriciais originados por outros aplicativos. ArcView® é um programa para manejo de informação em computadores pessoais. O programa possibilita visualizar, explorar, consultar e analisar dados espacialmente, servindo de gerador na estruturação de sistemas de apoio às decisões; foi desenhado por Environmental Systems Research Institute (ESRI), instituto que também desenvolve ARC/INFO® e outros programas vinculados aos sistemas de informação geográfica há mais de 20 anos. ArcView® pode ser utilizado para incorporar dados tabulares, como arquivos em formato dBase, tanto locais como em servidores de base de dados. Uma vez incorporados de forma adequada, é possível consultar e organizar estes dados geograficamente, o qual permitirá evidenciar relações entre os mesmos que não aparecem de forma direta; o programa trabalha com os dados em mapas interativos chamados vistas. Cada vista está composta por temas integrados por pontos, linhas, polígonos, imagens, modelos ou outros objetos específicos. Os temas estão vinculados a tabelas de atributos; esta relação pode ser mostrada através de diferentes opções, em sentido atributos-elemento gráfico ou vice-versa. O programa contém uma opção destinada à criação de gráficos apoiados nos dados tabulares dos atributos. Também se conta com uma alternativa para criar saídas impressas e exportação de arquivos. Por meio da linguagem de programação próprio do ArcView® denominado Avenue©, é possível criar ou executar determinadas seqüências de macrocomandos ou rotinas que cobrem necessidades específicas do usuário. Os componentes citados estão administrados por um arquivo projeto, o qual facilita o manejo da sessão de trabalho por meio de janelas, botões e ícones. Na fase final da pesquisa, utilizou-se o programa ArcView® GIS 8.2 for Windows™, compatível com os dados estruturados em ArcView® Versão 3.2. 4.2.2.4. Base cartográfica A base cartográfica de maior precisão planimétrica disponibilizada para este trabalho foi cedida em formato digital pelo Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis (IPUF). Esta base foi elaborada para o IPUF a partir da restituição fotogramétrica em -104- escala 1:5.000 de um levantamento aéreo de 1998 realizado em escala 1:20.000. A base se disponibilizou em um arquivo .dwg orientado, elaborado pelo programa AutoCAD®, compatível com versões 12 e posteriores. As camadas de informação utilizadas foram cadastro de propriedades, áreas verdes, rede viária, rede hídrica e áreas construídas. Embora contou-se com esta base vetorial, as camadas da mesma não estavam estruturadas para sua utilização no SIG, fato pelo qual foi necessário realizar por meio dos programas AutoCAD® e ArcView®, um controle de qualidade e atividades de edição adicionais para adequar as mesmas a essa finalidade. Entre as atividades realizadas, resumem-se as seguintes: agruparam-se tematicamente elementos homogêneos que na base fornecida estavam mesclados; redefiniram-se como polígonos elementos que tinham sido definidos como linhas; efetuou-se o fechamento de polígonos; deu-se continuidade a linhas interrompidas; efetuou-se controle topológico dos elementos gráficos; realizaram-se intercessões de polígonos para eliminar superposições produzidas durante o processo de digitalização; controlaram-se e corrigiram-se elevações de linhas. Uma vez adequada a base cartográfica, as camadas se incorporaram ao ambiente SIG, gerando as correspondentes tabelas de atributos. Criaram-se campos adicionais quando foi necessário. Com isto, os atributos métricos tais como coordenadas de centróides, comprimentos de ruas, componentes da rede de drenagem, áreas de propriedades e setores construídos, e os atributos temáticos, tais como uso da propriedade, classificação segundo Plano Diretor de Florianópolis e características físicas dos esgotos, foram incorporados ao SIG. O controle de qualidade métrica, que foi satisfatório atendendo os requisitos mencionados no ponto, 4.2.1.3., realizou-se por meio da localização, determinação e comparação das coordenadas de pontos na área, obtidos por técnicas cinemáticas de levantamentos GPS vinculado à Rede de Alta Precisão do Estado de Santa Catarina. 4.2.2.5. Sensoriamento remoto Utilizaram-se diferentes produtos derivados de técnicas de sensoriamento remoto como apóio temático durante as diferentes etapas da investigação. Para isto, integraram-se e processaram-se imagens de satélite, fotografias aéreas e imagens do sistema digital infravermelho aerotransportado. Estes produtos utilizaram-se como fonte temática de análise, já que contou-se com várias resoluções espectrais, planimétricas e temporais que possibilitaram a aplicação de diferentes rotinas disponíveis nos programas utilizados para obter imagens de consulta, tais como índices de vegetação, falsa cor -105- otimizadas por fusão de dados e componentes principais. Todas as imagens de base se processaram atendendo uma resolução radiométrica de 8bits. Em particular, estes produtos do sensoriamento remoto foram utilizados durante o desenvolvimento da pesquisa para consulta visual, assistência nas classificações e esclarecimento de situações tais como condições gerais da bacia hídrica do Itacorubi, relação espacial entre os setores urbanizados e o manguezal, estado geral da vegetação, determinação dos limites terra-água e outros. 4.2.2.5.1. Imagens de satélite O Laboratório de Camarões Marinhos do CCA – UFSC cedeu em mídia CD-ROM arquivos tipo “.tif” correspondentes a sete bandas LandSat georreferenciadas (1, 2, 3, 4, 5, 7 e 8) integrantes de uma imagem LandSat com resoluções planimétricas de 30m e 15m, obtida em Setembro de 1999 e três bandas georreferenciadas de uma imagem HRV multiespectral SPOT com resolução de 20m, obtida em Abril de 2001. Em todos os casos, utilizou-se o sistema ERDAS® para tratamento e classificação das mesmas, tal como detalha-se nas atividades de processamento de imagens. As imagens de saída, em formato ERDAS® Imagine, reuniram-se em uma vista do SIG possibilitando uma forma de consulta e visualização rápida para esclarecimento de dúvidas e para realização de medições de elementos da área estudada. 4.2.2.5.2. Fotografias aéreas Trabalhou-se com fotografias aéreas da área de estudo correspondentes a três levantamentos aéreos, efetuados em Setembro de 1998, Novembro de 2000 e Maio de 2002. Considerando o valor histórico das fotografias aéreas (STRANDBERG, 1975), incorporaram-se e orientaram-se no espaço geográfico imagens de fotografias aéreas correspondentes a levantamentos aéreos de 1938, 1957, 1969, 1978, 1979 e 1994 (Gráfico 4.1). Com estas fotografias aéreas não foram efetuados monitoramentos da área tais como os indicados por BERNARDY (2000), por estar fora dos objetivos desta investigação. O primeiro levantamento aéreo (Setembro de 1998) foi efetuado para a Companhia Elétrica do Estado de Santa Catarina (CELESC), modo pancromático preto e branco, escala 1:20.000. O material para a pesquisa foi cedido pela Secretaria de Desenvolvimento e Integração ao Mercosul (SEDEIM), Florianópolis, Brasil. -106- Gráfico 4.1.: Aerolevantamentos da área de estudo disponíveis durante a pesquisa -107- Trabalhou-se com um par fotográfico em suporte papel correspondente a uma faixa que abrange toda a área de estudo. As fotografias aéreas foram incorporadas ao SIG depois do seu processamento por varredor digital (scanner) e orientação espacial por meio da extensão Image Warp do programa ArcView®. A resolução planimétrica adotada para o processamento por varredor foi de 50µm (508dpi), com a finalidade de utilizar píxeis correspondentes a aproximadamente 1m no terreno, dimensão que não apresenta restrições métricas nem temáticas ao tipo de análise que foi desenvolvido. Utilizou-se um ajustamento polinômico de grau 3 apoiado em 32 pontos de controle, com reamostragem da imagem por interpolação bilinear; a resolução de saída foi de 1,55m. O formato utilizado para armazenar as imagens foi “.tif”, sem compressão, com parâmetros de transformação não afim armazenados em um arquivo associado à imagem. Durante o processo de orientação espacial, os pontos de controle utilizados foram extraídos da representação vetorial que serviu de apóio métrico ao trabalho. O segundo levantamento aéreo (Novembro de 2000) foi efetuado para o Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis (IPUF), modo pancromático colorido, escala 1:8.000. O material obteve-se a partir do apóio fornecido pela empresa Aeroconsult de Florianópolis, Brasil. Trabalhou-se com quatro pares fotográficos em suporte papel que cobrem com duas faixas, parte da área de estudo. Utilizaram-se os diapositivos de um par fotográfico, também disponibilizados pela empresa Aeroconsult de Florianópolis, Brasil. Analogamente aos procedimentos utilizados para as fotografias do vôo de 1998, as fotografias aéreas de 2000 em suporte papel foram incorporadas ao SIG depois do seu processamento por varredor digital (scanner) e orientação espacial por meio da mesma extensão do programa ArcView®. Adotou-se resolução planimétrica de 100µm (254dpi), definindo píxeis que correspondem a aproximadamente 0,80m no terreno, resolução compatível com a utilizada para o processamento do levantamento aéreo de 1998. O ajustamento polinômico utilizado foi de grau 3 apoiado em 46 pontos de controle, com reamostragem da imagem por interpolação bilinear; a resolução planimétrica de saída foi de 0,82m. Utilizou-se o formato “.tif” sem compressão para armazenar as imagens, com parâmetros de transformação não afim armazenados em um arquivo associado às imagens. Analogamente ao processo de orientação utilizado para o levantamento de 1998, também utilizou-se a base vetorial como fonte de obtenção de pontos de coordenadas conhecidas para orientar as fotografias aéreas deste aerolevantamento. Paralelamente a estas atividades, os diapositivos disponíveis foram processados por meio de um varredor Carl Zeiss Photogrammetric Scanning System utilizando o programa Phodis SC/SCAI do Laboratório de Fotogrametria, Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento (LFSG), UFSC. Este equipamento, de alta prestação técnica, permite processar material diapositivo com resoluções variáveis de 7µm, 14µm, 21µm, 28µm, -108- 56µm, 112µm e 224µm. Para este trabalho, processaram-se os diapositivos com resolução de 28µm (907dpi), o qual corresponde a aproximadamente 0,22m no terreno. Estas características permitiram aplicar filtros e algoritmos para o cálculo de texturas que produzem degradações expressivas nas imagens, sem superar os requerimentos de resolução planimétrica necessária para o processamento previsto. Depois da conversão digital aplicaram-se funções corretivas do histograma para otimizar a visualização das fotografias aéreas. Os processos de orientação foram similares aos citados para o material aerofotográfico anterior. O terceiro levantamento aéreo (Maio de 2002) foi efetuado para a empresa Brasil Telecom, modo pancromático colorido, escala 1:15.000. A empresa Intersat , de São Paulo, Brasil, disponibilizou este material para a pesquisa . Contou-se com dois pares fotográficos em suporte papel que cobriram com duas faixas, a totalidade da área de estudo. As fotografias aéreas de 2002 em suporte papel foram incorporadas ao SIG por meio de um varredor digital (scanner) e orientação espacial por meio da extensão citada do programa ArcView®. Adotou-se resolução planimétrica de 50µm (508dpi), definindo píxeis que correspondem a aproximadamente 0,75m no terreno. Utilizou-se um ajustamento polinômico de grau 7 apoiado em 96 pontos de controle (Figura 4.13), com reamostragem da imagem por convolução cúbica; a resolução de saída depois do processamento foi de 0,98m. Utilizou-se o formato “.tif” sem compressão para armazenar as imagens, com parâmetros de transformação não afim armazenados em arquivo associado. Utilizou-se a base vetorial como fonte de obtenção de pontos de coordenadas conhecidas para orientar as fotografias aéreas. Figura 4.13.: Pontos de controle para orientação das fotografias aéreas de maio 2002 -109- 4.2.2.5.3. Imagens do sistema para registro digital de imagens A utilização de dados multiespectrais para avaliação de características ambientais permite aumentar os critérios que possibilitam otimizar a certeza de interpretação no reconhecimento de certos elementos do terreno. Embora se aconselhava realizar a análise de impactos ambientais por meio de produtos obtidos por técnicas analógicas, tais como as fotografias aéreas, a evolução dos sistemas digitais está possibilitando a inserção de imagens em estudos ambientais. Não obstante, quando se trata de imagens destinadas a estudos de certos impactos ambientais tais como avaliações em áreas costeiras, a resolução planimétrica brindada pelos atuais sensores remotos montados em plataformas orbitais de maior divulgação e preço competitivo, não é sempre adequada, especialmente quando se consideram relações entre a superfície mínima a ser comercializada e o custo final do produto processado. Considerando este problema, uma saída tecnicamente viável é a utilização de varredores aerotransportados (não sempre disponíveis tanto técnica como economicamente) ou a aplicação de técnicas de fusão de dados entre imagens de alta resolução espectral e outros produtos disponíveis com maior resolução planimétrica, tais como as imagens de radar ou as fotografias aéreas. No caso deste trabalho, ensaiou-se a obtenção de imagens aéreas em 900nm por meio de um sistema digital de reconhecimento aerotransportado. Para isto, integrou-se um sistema de registro formado por um dispositivo digital de carga acoplada (CCD) já citado, de baixo custo e adaptado à obtenção de imagens na faixa de 400nm-700nm, 650nm, 720nm e 900nm. O dispositivo esteve vinculado a um computador portátil tipo notebook (Figura 4.14). O funcionamento do mesmo foi controlado por programas para monitoramento e obtenção de imagens a tempo real. Estes programas foram desenvolvidos pelo autor para essa finalidade. Figura 4.14.: Sistema de reconhecimento em operação Programa para monitoramento e obtenção de imagens a tempo real em operação -110- O dispositivo CCD, com óptica incorporada e conversor analógico/digital incluído, funcionou com conexão Universal Serial Bus (USB) ao computador; tem capacidade de captura de quadros independentes ou geração de seqüências de vídeo digital. O programa utilizado controla a resolução da imagem, a iniciação do periférico, habilita controles de brilho, contraste, balanço de branco, saturação e ganho. Programou-se o controle de intervalos para obtenção de imagens entre 5s e 60s, além de monitoramento a tempo real com possibilidades de ser registrado em seqüências de vídeo. Realizaram-se levantamentos aéreos de teste durante 2001 e 2002, totalizando-se aproximadamente 8 horas de registros digitais, em seqüências de imagens e quadros independentes. Para avaliar as qualidades do sistema, experimentou-se com as modalidades vertical e oblíqua do sensor, trabalhando nos comprimentos de onda indicados, a alturas variáveis entre 150m (492 pés) e 1373m (4500 pés). Os testes efetuados, para ensaiar o desempenho funcional do sistema, incluíram aerolevantamentos em áreas urbanas e rurais dos estados de Santa Catarina, Paraná e São Paulo, utilizando avião e helicóptero. Para obtenção de imagens sobre a área de estudo, o sistema foi montado inicialmente em um avião monomotor Cessna Skyhawk, efetuando um sobrevôo em 4 de Setembro de 2001 (Figura 4.15) a 457m de altura (1500 pés). Com a finalidade de compatibilizar a capacidade de armazenamento disponível durante a execução do levantamento aéreo e a geração expressiva de dados atendendo os objetivos do trabalho, configurou-se a geração de imagens em 640 por 480 píxeis e 320 por 240 píxeis. Figura 4.15.: Imagens do reconhecimento aéreo efetuado em Setembro de 2001 Fonte: Sánchez Dalotto – Bernardy, 2001 A velocidade do avião oscilou entre 148km/h (80 nós) e 167km/h (90 nós). Obtiveram-se 21 imagens na janela espectral infravermelha 900nm que cobriram no terreno 170m no sentido de avanço do vôo por 225m no sentido transversal, com resolução planimétrica média de 0,70m. Estas imagens, convenientemente orientadas no espaço geográfico por meio das técnicas citadas no ponto 4.2.2.5.2. utilizaram-se conjuntamente com as fotografias do levantamento aéreo de Novembro de 2000 para -111- ensaiar um procedimento de fusão de dados, destinado a otimizar a identificação automática e quantificação de áreas com diminuição da cobertura de mangues conhecidas como “gaps”, ocasionada por diferentes fatores. Outro levantamento realizado sobre a área de estudo efetuou-se em 24 de Junho de 2002 (Figura 4.16.), a 150m de altura (492 pés), utilizando como traslado aéreo um helicóptero Esquilo AS-350. Figura 4.16.: Imagens do reconhecimento aéreo efetuado em Julho de 2002 Dadas as características operativas do helicóptero, obtiveram-se imagens aéreas verticais a velocidade horizontal zero, situação que otimizou a nitidez das mesmas pelo fato de minimizar o deslocamento durante o processo de obtenção. Obteve-se 1 seqüência de imagens infravermelhas 900nm, com 149 quadros capturados a cada 1 segundo. Estas cobriram no terreno 41m no sentido longitudinal do sistema por 54m em sentido transversal, com resolução planimétrica média de 0,17m. Para realizar a fusão de dados ensaiaram-se os métodos de ALBERTZ (1991) e KRAUS (1990) e multiplicativo, ambos utilizando módulos do sistema ERDAS®. O primeiro está baseado na separação dos canais matiz, saturação e valor (HSV) da imagem. O segundo aplica o método multiplicativo apoiado em um algoritmo que incrementa o componente de intensidade, com reamostragem de píxeis por convolução cúbica. Como imagens de alta resolução utilizaram-se as fotografias aéreas de 2000 e 2002, e como imagens espectrais, as obtidas em 900nm pelo sistema digital. As características técnicas do sistema de registro citado foram comunicadas e discutidas por meio da publicação de trabalhos técnicos em congressos internacionais em Buenos Aires (Argentina), Hyderabad (Índia) e Santiago (Chile). No caso do 29th International Symposium on Remote Sensing of Environment em Buenos Aires, discutiu-se o tema mediante o trabalho “Aerial and close range remote sensed data for mangrove environmental monitoring”. Na reunião da Comissão Técnica VII da International Society for Photogrammetry and Remote Sensing e ISRS Symposium on “Resource and Environmental Monitoring” em Hyderabad, comunicou-se o desenvolvimento do sistema mediante o trabalho “Data fusion by HSV transformation: -112- an application in canopy gaps determination, Itacorubi Mangrove – Brazil”. O âmbito de aplicação do sistema digital de reconhecimento se comunicou ao VII Congresso Internacional Ciências da Terra em Santiago, por meio do trabalho “Environmental components evaluated by use of Expert Systems”. Embora o desenvolvimento da técnica para estruturação do sistema de registro e para obtenção de imagens não foi uma meta central da investigação, sua aplicação na linha de trabalho permitiu avaliar suas potencialidades e estimar custos operativos, com a finalidade de ser aplicada como fonte de entrada de dados em outros trabalhos relacionados ao monitoramento ambiental para gestão costeira. 4.2.2.6. Missões de campo Durante a realização da investigação, realizaram-se 25 missões de campo, destinadas a reconhecer, medir e comprovar diferentes situações inferidas, detectadas ou estimadas por vias indiretas de obtenção de dados. Como meta de trabalho, entendeu-se que para este tipo de investigação apoiada no geoprocessamento, e ainda contando com expressiva quantidade de dados fornecidos por técnicas de sensoriamento remoto, não existe outra alternativa mais que efetuar trabalhos de campo para esclarecer dúvidas e alcançar o adequado conhecimento da mecânica dos processos que se estudaram na área. Também o dinamismo de certos fatores, tais como a construção em terrenos baldios ou a abertura de novos esgotos obrigou à realização de trabalhos de campo para manter atualizados os dados durante o desenvolvimento da investigação. Os trabalhos de campo realizaram-se quando foi necessário avançar no conhecimento ou esclarecimento de dúvidas sobre temas específicos. Sem estabelecer-se periodicidade nas observações. Estes trabalhos incluíram atividades para reconhecimento da área, determinações qualitativas visuais, compreensão de dinâmicas específicas, consulta a moradores e registros de mudanças qualitativas de magnitude apreciável nas diferentes variáveis analisadas. Os levantamentos executados foram de tipo topográfico, batimétrico, analíticos e de registro. Os batimétricos se desenvolveram para determinar seções de escoamento pelo método de levantamento das verticais desde pontes. A determinação da vazão dos rios do Sertão e Itacorubi realizou-se pelo método dos flutuadores, considerando velocidade e seção. Os trabalhos topográficos incluíram um rastreamento de pontos GPS utilizado para o controle da base cartográfica, como foi indicado no ponto 4.2.2.4. Os trabalhos de natureza analítica serviram para determinação de características físico-químicas das águas de esgotos e superficiais de rios aplicando métodos diretos e colorimétricos. -113- Consideraram-se 14 pontos de análise onde se determinaram valores de temperatura, oxigênio dissolvido, turbidez, amônia, ferro, fosfato, cloro, dureza total, salinidade e pH. Estas variáveis foram consideradas suficientes para representar as qualidades físicas e químicas das águas analisadas. Os levantamentos para registros se efetuaram para localizar a distribuição espacial das três espécies de mangues presentes na área e as características físicas e operativas dos esgotos que convergem na área de estudo. Na tabela 4.4 se detalham as missões de campo discriminadas por data e tipo de atividade. Tabela 4.4.: Missões de campo TRABALHO Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 DATA 30-jul-2001 31-jul-2001 2-ago-2001 3-ago-2001 6-ago-2001 7-ago-2001 10-ago-2001 15-ago-2001 16-ago-2001 28-set-2001 1-out-2001 6-out-2001 4-fev-2002 5-fev-2002 8-fev-2002 16-fev-2002 18-fev-2002 19-fev-2002 20-fev-2002 11-abr-2002 14-abr-2002 18-mai-2002 06-ago-2002 15-ago-2002 22-nov-2002 ATIVIDADE Reconhecimento da área de estudo Reconhecimento da área de estudo Localização de espécies de mangue Localização de espécies de mangue Localização de espécies de mangue Localização de espécies de mangue Levantamento batimétrico e aferição pontes Av. M. Benvenuta / Registro de esgotos Levantamento batimétrico e aferição pontes Av. da Saudade Levantamento para determinação da dinâmica hídrica Levantamento para determinação da dinâmica hídrica Verificação de funcionamento de esgotos durante precipitações verificação de funcionamento de esgotos durante precipitações Atualização do cadastro de propriedades e determinação do uso da propriedade Atualização do cadastro de propriedades e determinação do uso da propriedade Atualização de áreas construídas Atualização de áreas construídas Análises físico química de águas superficiais Análises físico química de águas superficiais Análises físico química de águas superficiais Registro de novos esgotos Reconhecimento de obras estação elevadora de líquidos cloacais Levantamento fotográfico Observação de áreas degradadas Levantamento fotográfico Atualização temática geral 4.2.2.7. Incorporação de metadados Os metadados, entendidos como os “dados dos dados”, permitiram manter a integridade do projeto SIG durante a estruturacao do mesmo, assegurando a posterior identificação dos temas tanto por parte do autor como por outros usuários. Neste sentido, e dado o número expressivo de arquivos digitais de diferentes tipos com que se trabalhou, verificou-se que a incorporação de metadados foi uma alternativa que possibilitou manter a identificação das fontes de dados considerando as diretrizes gerais para estruturação otimizada de um SIG. Para isto, quando se dispôs dos dados adequados, completaram-se as propriedades de cada tema definido no SIG com metadados referidos à instituição, órgão público ou particular que originou o produto, escala e formato original, data de elaboração, mídia e precisão informada. Os metadados -114- se armazenaram em campos texto específicos de cada tema do SIG, os quais são visualizados por meio das propriedades do tema. 4.2.2.8. Modelos matriciais temáticos O SIG, além de integrar um conjunto de informações destinadas a aprofundar o conhecimento da área de estudo, permitiu criar representações simplificadas ou modelos matriciais temáticos para atender um requisito operativo do SE. As imagens que constituem este tipo de modelos se denominam temáticas pelo fato de representar dados nominais e ordinais, utilizando categorias para representar os mesmos. Foi necessário realizar a unificação de estruturas de armazenamento dos temas do SIG com o objetivo de adequar os mesmos ao posterior processamento por outros programas, tais como Knowledge Engineering e Knowledge Classifier de ERDAS®. O tamanho dos arquivos para processamento não foi um fator restritivo durante o desenvolvimento deste trabalho, fato pelo qual optou-se pela estrutura matricial em formato “.tif” para armazenamento, devido à possibilidade de utilizar os números digitais das matrizes como variável de qualificação dos temas representados sem aplicar algoritmos de compressão. Quando se realizou a conversão de camadas em formato vetor para matricial visando a estruturação de modelos matriciais temáticos utilizando a extensão Spatial Analyst do programa ArcView®, foi necessário definir tamanhos de células para as imagens de saída de forma que não degradassem as características métricas originais daquele tipo de representação. Deve destacar-se que a conservação da precisão métrica própria das bases vetoriais está vinculada à precisão das classificações do SE antes que a restrições de tipo representativo das saídas cartográficas. Derivaram-se 19 modelos matriciais que originaram as correspondentes variáveis temáticas no SE. Estas variáveis temáticas formaram posteriormente, com as contínuas, o conjunto de variáveis de entrada ao SE. Os modelos matriciais temáticos formaram cinco grupos: topografia, cadastro, cobertura vegetal, físico-química da água e esgotos. Na tabela 4.5 se detalham as características dos modelos matriciais temáticos obtidos. Tabela 4.5.: Características dos modelos matriciais temáticos GRUPO TOPOGRAFIA MODELO Digital do terreno Rede de drenagem Camadas hipsométricas Rede viária Reconstrução inundação ano 1995 TAMANHO DE CELULA 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m CADASTRO Cadastro de propriedades Construções Plano Diretor de Florianópolis 1998 0,5m 0,5m 2,0m -115- Tabela 4.5. (continuação): Características dos modelos matriciais temáticos GRUPO COBERTURA VEGETAL FÍSICO-QUÍMICA DA ÁGUA ESGOTOS MODELO Espécies de mangues TAMANHO DE CELULA 2,0m Carbonatos de cálcio Ferro Amônia tóxica Oxigênio dissolvido pH Fosfatos Sais dissolvidos totais 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m Esgotos domiciliários Esgotos pluviais Esgotos mistos 2,0m 2,0m 2,0m 4.2.2.9. Processamento de imagens Por meio do tratamento e da classificação das imagens disponíveis obtiveram-se produtos que permitiram incrementar o conhecimento da área; do mesmo modo, a partir da utilização de algumas destas imagens, elaboraram-se os modelos matriciais contínuos para o SE. Por meio do sistema ERDAS®, processaram-se imagens de satélite, imagens de fotografias aéreas e imagens obtidas por meio do sistema digital de reconhecimento infravermelho aerotransportado em 900nm. Com relação às imagens de satélite (Gráfico 4.2.), obtiveram-se imagens falsa cor com as combinações de bandas LandSat R=3 G=2 B=1, R=3 G=4 B=1, R=4 G=3 B=7, R=4 G=5 B=7, R=5 G=3 B=2 e R=4 G=7 B=2. Em todos os casos, aumentou-se a resolução planimétrica por meio da banda 8, usando técnicas de fusão de dados apoiadas na aplicação da transformação de Brovey. Realizou-se o cálculo de componentes principais convencional indicado na literatura, aplicando as bandas LandSat 1, 2, 3, 4, 5 e 7 da citada imagem, extraindo os componentes 1, 2 e 3 para formar uma nova imagem por composição falsa cor R=CP2, G=CP1, B=CP3. Escolheu-se esta combinação para ressaltar em vermelho a vegetação concentrada no segundo eixo maximizada dos canais infravermelhos, enquanto que em verde se representou o primeiro eixo concentrando a informação dos canais visíveis, e em azul se representou o terceiro eixo contendo informação relacionada à água. Com as bandas LandSat 3 e 4 se calculou o índice de vegetação normalizado NVI, o qual, seguindo a LILLESAND & KIEFFER (1987), responde a seguinte expressão: NVI = [Dn(TM4)-Dn(TM3)] / [Dn(TM4)+Dn(TM3)] Onde Dn indica o número digital entre 0 e 255 correspondente aos píxeis homólogos para as bandas LandSat TM3 (0.63-0.69 µm) e TM4 (0.76-0.90 µm). -116- Gráfico 4.2.: Imagens de satélite da área de estudo disponíveis durante a pesquisa -117- O processamento de fotografias aéreas apoiou-se no tratamento dos levantamentos aéreos de 2000 e 2002. Destinadas a servir como modelos matriciais contínuos no SE, separaram-se os canais R, G e B das imagens do levantamento aéreo de 2000 com resolução de 28µm. Dado que no canal G observava-se maior contraste entre os elementos do terreno, utilizou-se o mesmo para obter uma imagem de textura apoiada em um algoritmo de variância e janela móvel de 7 por 7 píxeis. O emprego de janelas menores deu como resultado imagens com ruído excessivo, fato pelo qual optou-se pela utilização do tamanho citado. Neste trabalho, a utilização de texturas como variável de classificação está apoiada em PFEIFFER (1991), quem destaca que a textura é uma característica de classificação relevante, a qual pode aproveitar-se para identificar objetos do terreno aproveitando certos aspectos morfológicos microestruturais presentes na imagem. Obteve-se uma imagem produto entre os canais R e G para aumentar contrastes entre elementos do terreno os quais apresentaram em ambos os canais respostas espectrais baixas (solos expostos úmidos), respostas médias (vegetação) e respostas altas (solos secos e áreas construídas). Finalmente, para o levantamento aéreo de 2002 trabalhou-se sobre os histogramas de cada canal das imagens das fotografias aéreas, obtendo uma imagem otimizada da área de estudo em modo RGB. 4.2.2.10. Modelos matriciais contínuos O processamento de imagens citado no ponto anterior deu lugar à geração de 12 modelos matriciais contínuos. Analogamente aos modelos matriciais temáticos, os modelos contínuos foram gerados para operar dentro do SE Knowledge Engineering e Knowledge Classifier do ERDAS®. As imagens que constituem este tipo de modelos se denominam contínuas pelo fato que normalmente representam uma condição do estado da variável, a qual pode tomar valores reais entre intervalos de dados. Adotou-se a estrutura matricial em formato “.tif” para armazenamento, conservandoas resoluções planimétricas próprias de cada produto. Os modelos matriciais derivados originaram variáveis contínuas no SE, as quais, junto às temáticas já citadas, formaram o conjunto de variáveis de entrada ao SE. Os modelos matriciais contínuos frmaram três grupos: imagens de satélite, fotografias aéreas e imagens de sistema digital de reconhecimento IR900nm. Na tabela 4.6 se detalham as características dos modelos matriciais contínuos obtidos. -118- Tabela 4.6.: Características dos modelos matriciais contínuos GRUPO MODELO RESOLUÇÃO PLANIMÉTRICA 20m 20m 20m 20m IMAGENS DE SATÉLITE SPOT multiespectral SPOT R SPOT G SPOT B FOTOGRAFIAS AÉREAS Levantamento aéreo Nov 2000 Levantamento aéreo Nov 2000 R Levantamento aéreo Nov 2000 G Levantamento aéreo Nov 2000 B Levantamento aéreo Nov 2000 RxG Textura por variância Levantamento aéreo Mai 2002 0.22m 0.22m 0.22m 0.22m 0.22m 0.22m 0.98m IMAGENS DE SISTEMA DIGITAL DE RECONHECIMENTO IR900nm Levantamento aéreo Set 2001 Levantamento aéreo Jun 2002 0.70m 0.17m 4.2.2.11. Fusão de dados Determinados os setores da área de estudo que tinham cobertura com imagens de fotografias aéreas e das imagens infravermelhas 900nm, realizou-se a fusão de dados edntre as mesmas aplicando o método apoiado em separação de canais proposto por KRAUS & ALBERTZ, anteriormente citado. Aplicou-se a técnica em seis setores da área de estudo, posteriormente detalhados nos resultados da pesquisa. Realizou-se a orientação espacial das imagens com a finalidade de facilitar a separação de setores que tivessem os dois tipos de cobertura por imagens. Aplicou-se um polinômio de grau 3 e reamostragem por convolução cúbica. As imagens das fotografias aéreas correspondentes ao aerolevantamento de Novembro de 2000, com resolução planimétrica original de 0.22m, degradaram-se a uma resolução planimétrica de 0.30m por causa dos processos de orientação. As mesmas foram obtidas como imagens em cor real por meio de processamentos eletrônicos, sendo divididas em canais de matiz, saturação e brilho 18. As imagens obtidas em Setembro de 2001 em 900nm com resolução planimétrica original de 0.70m pelo sistema digital de reconhecimento, ficaram degradadas a uma resolução de 1.00m, sendo posteriormente redimensionadas para igualar as dimensões das janelas correspondentes aos canais das fotografias aéreas. Estas imagens redimensionadas utilizaram-se como substituto do canal brilho para a recomposição HSV das mesmas por meio do sistema ERDAS®. Finalmente, teve-se como resultado novas imagens, com aumento do poder discriminante para reconhecimento dos elementos da superfície analisada. Nas novas imagens, matiz e saturação obtiveram-se a -119- partir das fotografias aéreas, enquanto que a quantidade de luz ou brilho foi fornecido pelas imagens infravermelho 900nm. 4.2.3. Etapa III – Zoneamento da área de estudo Na terceira etapa do método se desenvolveram atividades destinadas a estabelecer setores funcionais homogêneos nos quais as classificações emanadas do SE pudessem ser aplicadas atendendo critérios de semelhança estatística. Para isto se realizou a setorização da área de estudo aplicando técnicas de estatística multivariada. Em particular, a utilização do programa para análise de componentes principais (ACP) do sistema ERDAS®, teve resultados satisfatórios, podendo-se estabelecer que de acordo aos dados de entrada apoiados nos modelos matriciais temáticos e contínuos, mais a convergência de critérios de campo, existiriam quatro setores com características funcionais e morfológicas que os distinguem: área de preservação permanente (APP), meio altamente antropizado, área de transição entre a APP e o meio altamente antropizado, e rede hídrica. Na Figura 4.17 se resume a seqüência metodológica correspondente a esta etapa. Figura 4.17.: Fluxo de atividades na etapa III do método O matiz indica a cor básica utilizada para compor outra resultante. Saturação é uma medida da pureza da cor. Brilho é a quantidade de luz ou sombra presente na cor. 18 -120- 4.2.3.1. Adequação da ACP como técnica de redução dimensional de dados A análise de componentes principais (ACP) é citada na bibliografia como uma técnica de estatística descritiva que permite reduzir a dimensionalidade ou número de planos nos quais se desenvolve um conjunto de variáveis contínuas dadas. Por meio de combinações lineares entre as variáveis aleatórias originais aplicadas na ACP é possível evidenciar a associação existente entre as mesmas quando intervêm em um processo determinado. A técnica também possibilita estabelecer a similitude estatística entre os indivíduos integrantes dessas variáveis. Estas características da ACP, ressaltadas por ALUJA BANET & MORINEAU (1999) e por JOHNSON & WICHERN (1992), indicam à técnica como meio adequado para efetuar classificações de áreas homogêneas em processos de avaliação ambiental. A ACP se aplica de forma isolada ou, mais usualmente, como processo intermediário para apoiar posteriores cálculos de regressão, classificação ou discriminação de dados, operando de modo que expressiva parte da informação original concentrada em alguns componentes principais seja manejável numericamente de forma eficaz e precisa. Foi neste sentido que utilizou-se a ACP durante esta fase da investigação, onde as matrizes das variáveis de entrada à ACP estão formadas por matrizes de píxeis, integrando arquivos de imagens que passam a formar parte do cálculo das matrizes de variação e covariância no modo não padronizado. 4.2.3.2. Aplicação da técnica da ACP A aplicação da ACP em processamento de imagens destinadas a avaliações ambientais é utilizada freqüentemente com o sentido de redução dimensional que definiu-se previamente. O fundamento de classificações por meio de separação dos elementos da matriz imagem em espaços característicos aplicado nesta etapa atende o indicado por QUIEL in BÄHR (1991). A técnica da ACP produz um novo conjunto de imagens ou componentes, derivadas a partir das variáveis de entrada. As imagens de saída são estatisticamente ortogonais ou não correlacionadas, otimizadas para sua interpretação, e expressam progressivamente menor variação com relação às imagens originais. A técnica é utilizada normalmente para compressão de dados, já que usualmente, os dois ou três primeiros componentes expressam de 95% a 99% da variação das imagens originais, podendo-se prescindir de aqueles componentes que apresentem valores menores a certos valores de variância. -121- 4.2.3.3. Variáveis de entrada à ACP apoiada em modelos matriciais As variáveis de entrada que se utilizaram para setorizar a área de estudo foram modelos matriciais temáticos e contínuos obtidos na etapa de preparação de dados de entrada. Por este motivo, a setorização da área de estudo realizou-se posteriormente à definição destes modelos matriciais. Como variáveis de entrada à ACP utilizaram-se os modelos matriciais temáticos correspondentes a modelo digital do terreno, rede de drenagem, camadas hipsométricas, rede viária, reconstrução inundação ano 1995, cadastro de propriedades, construções, Plano Diretor de Florianópolis 1998, localização de espécies de mangues, concentrações de carbonatos de cálcio, ferro, amônia tóxica, oxigênio dissolvido, pH, fosfatos, sais dissolvidos totais, classificação de esgotos domiciliários, esgotos pluviais e esgotos mistos. Manteve-se o agrupamento das mesmas, detalhado na tabela 4.5 citada. Para a setorização da área de estudo também utilizou-se como variável da ACP a imagem correspondente ao primeiro componente principal das bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 da imagem LandSat de Setembro de 1999, previamente obtida durante as etapas de tratamento e classificação. 4.2.3.4. Programa computacional utilizado Para a aplicação da técnica da ACP se utilizou o sistema ERDAS®. Por meio de este software se prepararam imagens de camadas múltiplas (“stack images”) por grupo de modelos matriciais de forma que cada uma das variáveis citadas constituísse uma variável de entrada na ACP. Geraram-se seis imagens de camadas múltiplas: topografia (5 variáveis), cadastro (3 variáveis), cobertura vegetal (1 variável), físico-química da água (7 variáveis), esgotos (3 variáveis) e imagens de satélite (6 variáveis). Depois de executado o programa para cada uma das imagens, utilizou-se o primeiro componente de cada processo da ACP efetuado, armazenando os resultados como imagem de 8 bits. O subprograma para a ACP do sistema ERDAS® aplica para o cálculo de componentes principais uma transformação linear apoiada nas matrizes de covariância dos elementos. O número de componentes a ser extraídos deve ser informado, além do nome do arquivo de saída. Quando se obtém mais de um componente principal, os mesmos são armazenados em ordem seqüencial em uma imagem de camadas múltiplas, similares às citadas anteriormente. -122- 4.2.3.5. Determinação de setores homogêneos Posteriormente à adequação funcional das variáveis de entrada, aplicou-se a ACP. Extraiu-se o primeiro componente principal de cada grupo de modelos matriciais temáticos citados na tabela 4.5, obtendo-se um conjunto de seis imagens correspondentes a uma redução dimensional da informação contida nos temas topografia, cadastro, físico-química da água, esgoto e canais da imagem LandSat multiespectral. No caso da cobertura vegetal, por ser a única camada com informação em seu grupo, considerou-se como monovariado, com 100% da informação temática. Conseqüentemente, resumiu-se em seis imagens a informação de cada grupo a partir das variáveis antecedentes. Com estas seis imagens aplicou-se novamente o processo da ACP com a finalidade de separar o primeiro componente principal da segunda seqüência de execução, fato que, seguindo a JENSEN (1986) e FAUST (1989), pelas propriedades de síntese estatística da ACP e pela tipologia das variáveis, deveria representar uma vista ainda mais interpretável e convergente das características funcionais e morfológicas da área de estudo. Como resultado, gerou-se uma imagem falsa cor utilizando o CP1, CP2 e CP3. O fato de ter-se obtido a caracterização morfológica e a interpretação funcional da área a partir desta aplicação da ACP responde à natureza das variáveis consideradas e às correlações estatísticas existentes entre as mesmas. Este fato é conceitualmente similar com o observado durante a aplicação da técnica da ACP em imagens LandSat, onde devido ao tipo de sensor, janelas espectrais e outras características adicionais, observase freqüentemente que a dimensionalidade dos dados apresenta ordem 2 e que no componente principal 1, por sua correlação, agrupam-se os dados provenientes das bandas que registram no visível, enquanto que as infravermelhas se resumem no componente principal 2. A imagem da ACP incorporou-se a um ambiente SIG utilizando o programa ArcView®. No mesmo, apoiando-se em observações e critérios de campo, digitalizaramse os limites de maior evidência e convergência de cada setor, verificando-a coincidência temática com as idéias que se tinha a priori sobre a existência de quatro áreas funcionalmente homogêneas dentro da área de estudo. -123- 4.2.4. Etapa IV – Estruturação e aplicação do Sistema Experto 4.2.4.1. Componentes e estrutura do SE Os SE são programas destinados a resolver problemas determinados apoiados em uma estrutura de funcionamento similar à utilizada por um especialista humano, onde são enfatizadas as relações entre os critérios considerados, maximizando a informação útil e minimizando a irrelevante por meio de probabilidades. A arquitetura do sistema experto utilizado está apoiada na base de conhecimentos, a máquina de inferências, a área de trabalho, o sistema de justificação, o mecanismo de aprendizagem, o sistema de aquisição de conhecimentos e o sistema de consulta. A Figura 4.18 mostra os componentes citados, integrantes do SE. Figura 4.18.: Componentes e estrutura do SE Atendendo a arquitetura de um SE, a base de conhecimentos, a máquina de inferências, a área de trabalho, o sistema de justificação, o mecanismo de aprendizado, o sistema de aquisição de conhecimentos e o sistema de consulta encontram-se presentes nos programas Knowledge Engineering e Knowledge Classifier do Sistema ERDAS® utilizado. A base de conhecimentos foi estruturada sob a forma de redes de decisão (formada por hipóteses e regras), integradas por um conjunto de fatos fornecidos pelo especialista, que adequadamente interpretados, originaram um grupamento de dados e informação para originar novos grupos de elementos classificados. A máquina de inferências é a parte do sistema que interpretou as regras e aplicou as operações entre os componentes da base de conhecimentos, definidas previamente pelo especialista para completar a classificação. -124- A área de trabalho disponibilizou por meio de editores e meios gráficos, as alternativas de criação, configuração, execução, armazenamento e feedback dos elementos que constituiram a base de conhecimentos. O sistema de justificação é uma característica do SE que permitiu repetir as deduções ou classificações efetuadas antes de obter uma saída definitiva, respondendo a questionamentos intermediários que apoiaram no entendimento do problema exposto. O mecanismo de aprendizado utilizado foi um recurso que possibilitou o aumento e a alteração da base de conhecimentos de forma dinâmica durante os processos de teste, de modo que os valores de confiança das variáveis, hierarquia dos componentes da rede e outros elementos foram redefinidos procurando o ótimo desempenho da classificação. O sistema de aquisição de conhecimentos foi o subcomponente do SE que permitiu ingressar expressões lógicas e matemáticas, escalares e valores de confiança destinados à realização das operações lógicas entre os componentes da rede de decisão. O sistema de consulta estabeleceu um vínculo entre as classificações elaboradas pelo especialista e o usuário final. Freqüentemente, o mesmo desconhece as regras de decisão utilizadas no processo do SE. O sistema de consulta esteve representado por outro programa que carrega a base de conhecimentos, interpreta a mesma, e devolve como resultado a classificação (na forma de imagem) proposta pelo especialista. 4.2.4.2. Fases executadas para a aplicação do SE Em geral, não foi aplicado um esquema seqüencial de atividades para o desenvolvimento do SE. Pode-se estruturar com finalidade didática, algumas fases típicas executadas, tais como identificação das características do problema, definição da base conceitual do SE, formalização das relações entre os elementos da rede, implementação computacional, feedback e avaliação, e finalmente revisão. A relação entre estas atividades foi dinâmica no sentido de relação funcional, otimizando-se cada um dos processos à medida que se avançava na estruturação do SE. Para a identificação das características dos problemas a serem analisados por meio do SE, atenderam-se as diretrizes de HAYES-ROTH detalhadas por RABUSKE (1995). A partir das mesmas definiram-se os problemas relacionados com a avaliação qualitativa e quantitativa de componentes ambientais, caracterizados pela sua importância dentro da área de estudo; os subproblemas vincularam-se com as tarefas de planejamento e gestão do meio analisado; os dados utilizados restringiram-se àqueles obtidos por técnicas de sensoriamento remoto e de medição direta armazenados como imagens. -125- Durante a definição da base conceitual do SE aplicaram critérios por meio dos quais foram estudadas as prováveis relações entre as hipóteses, regras e variáveis a serem implementadas, diferenciaram-se dados medidos dos inferidos e analisaram-se subhipóteses. As restrições temáticas das classificações a ser obtidas atrelaram-se aos objetivos do trabalho, e circunscreveram-se à concordância entre os píxeis classificados em cada classe e os valores de referência no terreno, tais como fotografias aéreas ou levantamentos de reconhecimento. Avaliou-se a suficiência dos dados disponíveis para conseguir resultados aceitáveis nas classificações. Nesta fase do trabalho aplicou-se de maneira expressiva critérios e relações subjetivas para a estruturação da base conceitual do SE. É, portanto, um dos pontos centrais do trabalho, onde a experiência e o treinamento próprios do especialista deu características particulares à base conceitual, atingindo-se a analogia entre a estrutura de interpretação humana e a aplicação dessa forma de análise por parte de um sistema computacional. Para a formalização das relações entre elementos da rede, as tarefas estiveram concentradas na passagem das bases conceituales para estruturas legíveis por meio de programas computacionais. Características dependentes das estruturas, tais como tipo e valores das variáveis a serem consideradas e resoluções espaciais, foram definidas durante a fase de formalização do SE. A implementação computacional permitiu comprovar o funcionamento e desempenho computacional da rede de decisões criada, independentemente de seus resultados antes do feedback. Nesta etapa foi verificada a consistência interna e funcionalidade entre hipóteses, regras e variáveis. Outra das etapas centrais no processo de estruturação do SE foi a avaliação e feedback do mesmo. Ao definir-se elementos do terreno por meio de intervalos de valores das variáveis em diferentes situações, tais como posição altimétrica, números digitais em imagens obtidas em diferentes setores do espectro eletromagnético, atributos funcionais ou físicos, aqueles valores foram inicialmente fixados de modo aproximado em alguns casos. Para isso se criaram perfis espectrais dos quais se derivaram valores extremos que orientaram na definição dos elementos. Analisando cada imagem classificada logo depois de cada execução, foi possível efetuar, por meio do feedback do SE, as correções pertinentes aos valores das variáveis e às relações entre regras e formulação de hipóteses até alcançar resultados satisfatórios a critério do especialista. Os resultados considerados válidos foram submetidos a um processo de avaliação de exatidão. Para isto se geraram nuvens aleatórias de pontos dentro de cada classe obtida, comparando-as variáveis de qualificação das imagens classificadas e fotografias aéreas, estabelecendo-se percentagens de erro para cada caso. Mesmo que a avaliação do -126- funcionamento do sistema é uma atividade na qual dedica-se interesse reduzido durante o desenvolvimento do método, no caso dos SE deve receber adequada atenção, pois o êxito ou fracasso das redes de decisão criadas depende de uma avaliação objetiva e rigorosa. A revisão do SE estruturou-se como processo contínuo durante a elaboração do trabalho. Por meio desta atividade foram incorporados outros aspectos indicados por colegas especialistas, observações em campo ou tópicos recolhidos na bibliografia, os quais possibilitaram a otimização das classificações e desempenho do SE. 4.2.4.3. Programa computacional e estrutura adotada para o SE Utilizou-se o programa para classificação por SE do sistema ERDAS®. O mesmo incorpora um subprograma apoiado em regras destinado à classificação de imagens, ajuste de pós-classificações e modelagem no SIG. O SE estruturou-se sobre uma hierarquia de regras ou rede de decisões que descreveram as condições sob as quais um conjunto de informação básica pode abstrair-se em um novo conjunto de classes integradas com informação de alto nível, geralmente na forma de um arquivo imagem. Os elementos operativos do SE são as variáveis, as regras e as hipóteses (Figura 4.19). Estas podem-se criar e vincular em um ambiente de edição que inclui objetos com características “arrastar e soltar” (“drag and drop”). A informação básica está constituída por variáveis definidas pelo usuário e pode formar-se a partir de arquivos de imagens, arquivos vetoriais, modelos específicos, programas externos ou escalares. Considerou-se regra como uma condição ou lista de condições relacionadas com os valores que a variável pode tomar. Estas regras determinaram um componente de informação denominado hipótese. Várias regras e hipóteses podem-se relacionar por meio de uma hierarquia funcional conformando hipóteses terminais. Para cada condição pode-se associar a um valor de confiança estatística, fato que levará a produzir uma imagem com os valores de confiança conjunta calculados para cada classe derivada das hipóteses terminais aplicadas. O SE esteve composto por duas partes, chamadas de Engenheiro de Conhecimento (Knowledge Engineering) e Classificador Experto (Expert Classifier). A primeira disponibiliza por meio de um editor interno do sistema ERDAS®, a interface para um experto humano com conhecimentos específicos sobre os dados e a aplicação para identificar as variáveis, regras e classes de interesse, com o objetivo de criar a rede de decisões e armazenar a mesma em uma base de conhecimentos. A segunda parte -127- permite aplicar a base de conhecimentos para criar a classificação definida pelo experto, gerando resultados em forma de arquivos de imagens temáticas. Figura 4.19.: Estrutura genérica de uma base de conhecimentos O feedback do modelo efetuou-se por meio de consultas interativas com a imagem de saída classificada. Por meio de um cursor específico, podem-se verificar os caminhos dentro da rede de decisões que cumprem com a condição de cada pixel selecionado. Quando existe discordância entre a classificação e o estado real da unidade analisada, o especialista poderá adequar interativamente os valores das variáveis e/ou relação entre variáveis e hipóteses até alcançar resultados aceitáveis. 4.2.4.4. Variáveis de entrada O SE estruturou-se com dois tipos de variáveis de entrada: temáticas e contínuas (Gráficos 4.3 e 4.4). Como foi citado, as imagens temáticas representaram dados nominais e ordinais, utilizando categorias para representar os mesmos, enquanto que as contínuas normalmente representam uma condição da variável, a qual pode tomar valores reais entre intervalos considerados. Embora o programa pode utilizar escalar, matrizes, programas ou modelos como variáveis, optou-se pela utilização de variáveis matriciais (imagens), considerando a compatibilidade que existe entre este tipo de arquivos e outros programas utilizados, tais como o SIG. As variáveis de entrada tiveram diferente densidade de informação por estarem originadas por fontes diversas, tal como acontece no processo de classificação realizado pelo especialista humano. Entendeu-se por densidade de informação à relação numérica entre quantidade de entidades básicas (pontos, linhas, polígonos ou píxeis) por unidade -128- de superfície, embora esta definição esteja simplificada pelo fato de desconsiderar critérios tais como número mínimo de entidades necessárias para definir o tema analisado. Existem indicadores objetivos para medir estas relações e qualidade dos dados, tais como os sugeridos por DETREKÖI (1999), embora os mesmos não foram aplicados neste trabalho por estarem fora dos objetivos estabelecidos. As variáveis utilizadas são apresentadas na tabela 4.7. Tabela 4.7.: Variáveis de entrada ao SE e tamanho de célula MATRIZ (IMAGEM) Digital do terreno Rede de drenagem Camadas hipsométricas Rede viária Reconstrução inundação ano 1995 Cadastro de propriedades Construções Plano Diretor de Florianópolis 1998 Espécies de mangues Carbonatos de cálcio Ferro Amônia tóxica Oxigênio dissolvido pH Fosfatos Sais dissolvidos totais Esgotos domiciliários Esgotos pluviais Esgotos mistos SPOT multiespectral SPOT R SPOT G SPOT B Levantamento aéreo Nov 2000 Levantamento aéreo Nov 2000 R Levantamento aéreo Nov 2000 G Levantamento aéreo Nov 2000 B Levantamento aéreo Nov 2000 RxG Textura por variância Levantamento aéreo Mai 2002 Levantamento aéreo Set 2001 TAMANHO DA CELULA 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 0,5m 0,5m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 20.0m 20.0m 20.0m 20.0m 0.2m 0.2m 0.2m 0.2m 0.2m 0.2m 1.0m 1.0m Por regra general, as variáveis matriciais de baixa resolução planimétrica associadas a baixa densidade de informação, foram vinculadas a manchas tematicamente homogêneas, enquanto que as de alta resolução planimétrica e alta densidade de informação, portanto factíveis de serem melhor identificadas, associaram-se a análises pontuais. -129- Gráfico 4.3.: Variáveis temáticas utilizadas no Sistema Experto -130- Gráfico 4.4.: Variáveis contínuas utilizadas no Sistema Experto -131- Como aplicação concreta, desenhou-se uma rede de decisões (Figura 4.20) por meio do Sistema Experto para identificar e quantificar solos expostos secos e úmidos, onde espécies de mangue A. schaueriana apresentam maior número de indivíduos secos, provavelmente devido à conjunção da intervenção antrópica e das condições naturais. Os dados de entrada ao Sistema Experto adequaram-se às tarefas de avaliação ambiental, simulando por meio do Sistema Experto o processo de fotointerpretação utilizado pelo especialista humano durante as tarefas de reconhecimento de elementos da superfície analisada. Depois de realizada a classificação e quantificação das duas classes de interesse (solos secos e solos úmidos), os produtos de saída se incorporaram a um Sistema de Informação Geográfica para otimizar a gestão da informação. A exatidão dos resultados obtidos por esta classificação apoiada em Sistema Experto foi avaliada por meio de testes estatísticos fundamentados em redes de 81 pontos amostrais estratificados por classe e distribuídos aleatoriamente. Utilizou-se o módulo Accuracy Assessment do sistema ERDAS®. Figura 4.20.: Estrutura da rede de decisões para determinação de solos expostos utilizando o módulo “Knowledge Engineering”do Sistema ERDAS® De esquerda para direita: hipóteses, regras e variáveis. -132- 4.2.4.5. Probabilidade das variáveis Para o funcionamento da rede de decisões, foi preciso atribuir um grau de confiança estatística a cada uma das imagens utilizadas como variáveis de entrada ao SE. Esta confiança se entendeu como a probabilidade que cada nó da rede seja estatisticamente significativo no processo de classificação assistida. Utilizaram-se dois critérios para estabelecer estas probabilidades das variáveis: a resolução planimétrica e a fonte dos dados. A partir das experiências preliminares, estabeleceu-se que quanto maior fosse a resolução planimétrica da variável de entrada, major seria o grau de desagregação dos dados e, em conseqüência, teria maior confiança estatística em termos de classificação. Não obstante, esta maior resolução planimétrica não foi critério suficiente para garantir maior confiança dos dados, por isso se utilizou o critério da qualidade da fonte para estabelecer uma probabilidade conjunta entre cada variável. Nesta fase da pesquisa, não foi possível contar com cifras tabuladas ou com valores objetivos para estabelecer a confiança estabelecidos por trabalhos antecedentes na matéria. Utilizou-se o recurso de atribuir empiricamente a maior probabilidade às variáveis com maior resolução planimétrica, e a menor probabilidade às variáveis com menor resolução planimétrica, atendendo o critério de maior densidade de informação por unidade de superfície. Estes conceitos estão vinculados ao limite da probabilidade estatística, pelo qual a probabilidade tende a 1 quando a amostra tende ao universo. Do mesmo modo, atribuiu-se maior confiança às variáveis originadas por fontes tecnicamente testadas e conhecidas, tais como sistemas digitais de obtenção de imagens com informação medida pixel a pixel, enquanto que a menor probabilidade se atribuiu às variáveis interpoladas ou medidas com técnicas qualitativas. Empiricamente, atribuiu-se à probabilidade por resolução planimétrica um peso de 0.66, e a cada probabilidade por qualidade da fonte de dados, um peso de 0.80 dentro do cálculo conjunto. Esta diferenciação entre resolução planimétrica e qualidade da fonte de dados se apoiou na analogia que se esperaria em um processo realizado por um especialista. Finalmente, calculou-se a probabilidade conjunta por resolução planimétrica e por qualidade da fonte de dados, atribuindo no SE a cada uma das variáveis de entrada utilizadas. Para isto se utilizou a expressão indicada por ERDAS® (1999), onde a probabilidade conjunta está expressa por: PAB = 1 - {[0.66 * (1-PA)] * [0.80 * (1-PB)]} -133- Onde PAB é a probabilidade conjunta das variáveis consideradas, PA a probabilidade por resolução planimétrica e PB, a probabilidade por fonte de dados. Na tabela 4.8 se mostram as variáveis junto aos valores de confiança calculados. Tabela 4.8.: Variáveis e valores de confiança calculados MODELO Digital do terreno Rede de drenagem Camadas hipsométricas Rede viária Reconstrução inundação ano 1995 Cadastro de propriedades Construções Plano Diretor de Florianópolis 1998 Espécies de mangues Carbonatos de cálcio Ferro Amônio tóxico Oxigênio dissolvido pH Fosfatos Sais dissolvidos totais Esgotos domiciliários Esgotos pluviais Esgotos mistos SPOT multiespectral SPOT R SPOT G SPOT B Levantamento aéreo Nov 2000 Levantamento aéreo Nov 2000 R Levantamento aéreo Nov 2000 G Levantamento aéreo Nov 2000 B Levantamento aéreo Nov 2000 RxG Textura por variância Levantamento aéreo Mai 2002 Levantamento aéreo Set 2001 TAMANHO DA CELULA 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 0,5m 0,5m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 2,0m 20.0m 20.0m 20.0m 20.0m 0.2m 0.2m 0.2m 0.2m 0.2m 0.2m 1.0m 1.0m Pƒ( Resolução) 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.97 0.97 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.01 0.01 0.01 0.01 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.94 0.94 FONTE Restituição Restituição+Campo Calculada Restituição+Campo Campo Restituição+Campo Restituição+Campo Digitalizada Restituição+Campo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Campo+Cálculo Satélite Satélite Satélite Satélite Aerofotografias Aerofotografias Aerofotografias Aerofotografias Aerofotografias Aerofotografias Aerofotografias Aerofotografias Pƒ( Fonte) P conjunta 0.90 0.95 0.90 0.95 0.50 0.95 0.95 0.50 0.95 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.70 0.70 0.70 0.70 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.88 0.90 0.88 0.90 0.75 0.91 0.91 0.75 0.90 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.56 0.56 0.56 0.56 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.91 0.91 Finalmente, separaram-se as imagens correspondentes às variáveis destinadas à determinação de solos expostos (Tabela 4.9). Concordando com testes prévios, estimouse que o modelo digital do terreno, a rede de drenagem, a rede viária, áreas construídas, função das propriedades segundo o cadastro, produto dos canais vermelho por verde das fotografias aéreas de 2000, textura, canal azul das fotografias aéreas de 2000 e banda vermelha da imagem SPOT eram as variáveis de maior representatividade que poderiam participar do processo para classificação do solo exposto. As demais variáveis foram utilizadas em processos experimentais prévios do SE, destinados à classificação de áreas cobertas por mangues e por solos expostos segundo altimetria e para determinar a -134- seqüência de inundação por marés da área estudada. Com relação a estes modelos, geraram-se diversos resultados secundários, posteriormente detalhados. Tabela 4.9.: Variáveis destinadas à determinação de solos expostos MODELO Digital do terreno Rede de drenagem Rede viária Cadastro de propriedades Construções SPOT R Levantamento aéreo Nov 2000 B Levantamento aéreo Nov 2000 RxG Textura por variância TAMANHO DA CELULA 2,0m 2,0m 2,0m 0,5m 0,5m 20.0m 0.2m 0.2m 0.2m Pƒ ƒ ( Resolução) FONTE Pƒ ƒ ( Fonte) P conjunta 0.89 0.89 0.89 0.97 0.97 0.01 0.98 0.98 0.98 Restituição Restituição+Campo Restituição+Campo Restituição+Campo Restituição+Campo Satélite Aerofotografias aerofotografias aerofotografias 0.90 0.95 0.95 0.95 0.95 0.70 0.95 0.95 0.95 0.88 0.90 0.90 0.91 0.91 0.56 0.92 0.92 0.92 4.2.4.6. Modelo declarativo Com as imagens das variáveis de entrada ao SE preparadas e seus valores de confiança definidos, estruturaram-se as regras que participariam da classificação de solos expostos secos e úmidos aplicando a rede de decisões do SE. A classificação em solos secos e solos úmidos obteve-se sobre a base de uma relação direta com a resposta espectral dominante nas imagens utilizadas, sendo convergente com a situação média da área analisada. Como foi indicado anteriormente, estas regras representam as condições sob as quais um conjunto de informação básica se condensará em um novo conjunto de classes integradas com informação de alto nível temático. Para cada regra se definiram propriedades, as quais estabeleceram as relações funcionais entre as variáveis. Atendeuse a seqüência proposta por HEISSER, VICKUS & SCHOPPMEYER (1995) para estruturação de modelos declarativos em sistemas expertos apoiados em regras. Para a determinação de solos expostos úmidos, elaboraram-se duas regras, orientadas a estabelecer o componente de localização e o componente de qualificação dos mesmos. Procedeu-se de maneira análoga no caso dos solos expostos secos. O componente de localização do solo seco se definiu a partir das propriedades definidas como áreas se localizadas entre 0m e 2m de altura, que não pertencessem à rede de drenagem nem à rede viária, que não tivesse área construída e que pertencesse à área de preservação permanente. Por meio do feedback do SE, o componente de qualificação do solo seco foi definido pelos píxeis que tinham número digital menor ou igual a 85 ou maior que 7 na imagem produto dos canais vermelho por verde das fotografias aéreas de 2000; que o número -135- digital da imagem de textura fora menor que 140; e que o número digital no canal azul das fotografias aéreas de 2000 fosse maior ou igual a 130. O componente de localização do solo úmido foi definido aplicando a mesma seqüência. O componente de qualificação do solo úmido se definiu, depois do feedback, da seguinte forma: píxeis que tivessem número digital menor ou igual a 150 ou maior que 55 na imagem produto dos canais vermelho por verde das fotografias aéreas de 2000; que o número digital da imagem de textura fora menor que 105; que o número digital no canal azul das fotografias aéreas de 2000 fora maior ou igual a 60; e que o número digital no canal vermelho da imagem SPOT de 2001 tivesse valores entre 72 e 120. Os critérios aplicados se sustentam na física óptica (refletâncias dos elementos do terreno associados a números digitais observados nas imagens), na álgebra matricial (validade da operação entre elementos análogos), em critérios urbanísticos e geográficos (exclusão de certo tipo de áreas) e em critérios legais (pertença a certo tipo de área protegida). 4.2.4.7. Formulação de hipóteses no SE A formulação de hipóteses no SE é a capacidade operativa do programa para reconhecer e trabalhar com hipóteses apoiadas em regras. Definidas as quatro regras para determinação assistida dos componentes de localização e qualificação de solos secos e úmidos, definiram-se duas hipóteses que conformaram a base de conhecimentos. A hipótese de solos secos foi considerada como verdadeira quando o componente de localização e o componente de qualificação satisfizeram as condições colocadas. Da mesma forma foi computada a hipótese para solos úmidos. Nos dois casos se utilizou o operador lógico “E”, o que indica que para cada hipótese, as duas condições deveram ser alcançadas para identificar solos secos ou solos úmidos. 4.2.4.8. Estruturação da base de conhecimentos As bases de conhecimentos integradas por variáveis e suas inter-relações, regras e hipóteses, foram armazenadas em arquivos específicos pelo programa Knowledge Engineering, os quais puderam ser interpretados pela rotina de classificação Knowledge Classifier do sistema ERDAS®. -136- Deve-se considerar a estas bases como o resumo conceitual do trabalho no que diz respeito à síntese de conhecimentos específicos, já que neste produto se encontram concentradas diferentes testes, critérios, feedbacks, simplificações e relações obtidas a partir da experiência prévia de um especialista. Entende-se, de forma indireta, que nestas bases existe um conhecimento implícito do problema analisado, demarcado para certas condições operativas e âmbitos restritos de ação. Ressalta-se que neste tipo de estruturação de base de conhecimentos, o incremento no número de variáveis, a determinação objetiva de probabilidades e o maior conhecimento das inter-relações entre os elementos analisados aumentará a eficácia da classificação, bem como a validade dos resultados obtidos. 4.2.4.9. Treinamento e feedback do SE Os valores das variáveis utilizados para definir as propriedades das regras foram determinadas inicialmente a partir dos valores codificados para os números digitais nos modelos matriciais temáticos, enquanto que os valores correspondentes aos modelos matriciais contínuos fixaram-se depois da exploração do mesmo na tela com um programa do sistema ERDAS®. A identificação visual da área de interesse permitiu ingressar os intervalos de valores iniciais de DN entre os quais se esperava encontrar o elemento de interesse, neste caso, solos secos ou solos úmidos. As relações finais entre as variáveis se obtiveram depois de executar iterativamente o processo de classificação do SE na fase chamada de feedback. Depois de obter as primeiras imagens de saída correspondentes aos critérios inicialmente estabelecidos, o especialista verificou a coerência e convergência dos resultados, ajustando os valores dos modelos matriciais temáticos e contínuos que fosse necessário para obter resultados tendentes à situação real da área analisada. Este processo se realizou iterativamente, de forma que depois da finalização de cada classificação assistida era possível explorar a imagem de saída com um cursor que, marcando uma posição sobre a imagem classificada, indicava graficamente que regras e hipóteses tinham sido cumpridas. Depois desta depuração chegou-se a uma classificação satisfatória, embora marcada pela subjetividade das relações implícitas na base de conhecimentos; posteriormente aplicou-se o módulo Accuracy Assessment do sistema ERDAS® para medição objetiva da exatidão alcançada no processo de classificação. -137- 4.2.4.10. Execução de rotinas do SE A execução das classificações apoiadas nas bases de conhecimentos criadas foi realizada por meio do módulo Knowledge Classifier do ERDAS®. As classificações finais derivadas das hipóteses foram armazenadas em arquivos imagem. O módulo também gerou imagens considerando critérios de lógica difusa (fuzzy logic), por meio das quais é possível representar áreas de isoprobabilidade que indiquem o maior ou menor grau de certeza que se terá em achar o elemento classificado no terreno. Esta alternativa, embora foi ensaiada, não se utilizou para gerar produtos finais dentro do SE. Posteriormente, as imagens finais que responderam aos critérios de classificação assistida introduzidos na base de conhecimentos, foram processadas por meio de uma extensão do SIG de maneira que os agrupamentos homogêneos de píxeis foram convertidos em polígonos, possibilitando a criação e o vínculo para uma tabela de atributos, bem como o cálculo de valores derivados. 4.2.4.11. Determinação da validade e consistência dos resultados do SE. A exatidão dos resultados obtidos por as classificações apoiadas em SE foi avaliada por meio de provas estatísticas fundamentadas em redes de 81 pontos amostrais estratificados por classe e distribuídos aleatoriamente. Aplicou-se o módulo Accuracy assessment do sistema ERDAS® que se apóia no cálculo da matriz de erros entre os valores calculados e os valores de referência. Contrastando com trabalhos de campo e fotointerpretação estereoscópica de fotografias aéreas obtidas em Novembro de 2000, chegou-se a estabelecer que a exatidão da classificação assistida de solos expostos secos e úmidos dentro do manguezal oscilou entre 85% a 90%, valores que se consideraram satisfatórios para continuar com as etapas de avaliação ambiental. Entendeu-se esta fase das tarefas como um controle de qualidade da exatidão da base de conhecimentos. A superação dos valores de exatidão citados esteve condicionado a otimizar a estruturação da base de conhecimentos, no que diz respeito à sua reformulação atendendo as relações entre variáveis, e do cálculo dos valores de probabilidades, número e pertinência das regras utilizadas. -138- 4.2.4.12. Manejo dos resultados de hipóteses do SE Cada hipótese incluída na base de conhecimentos foi codificada de forma que, quando registrada como verdadeira, essa condição ficaria evidenciada nas imagens de saída por meio de um número digital definido, representado por uma cor. Os píxeis que não cumpriram com as condições foram representados em preto ou como fundo transparente nos diferentes programas de processamento e manejo de dados. Em conseqüência, para bases de conhecimentos com uma hipótese teve-se uma cor onde foi alcançada a hipótese, sobre fundo preto ou transparente onde não foi alcançada. Para bases de conhecimento com duas hipóteses tiveram-se duas cores sobre fundo preto ou transparente, e assim sucessivamente. Cada valor codificado em cores integrou uma classe da imagem de saída, fato que facilitou posteriores tarefas de classificação. As imagens obtidas foram armazenadas em diferentes formatos, entre eles “.img” do ERDAS®, “.jpg” e “.tif”. Optou-se por este último sem compressão, dada a compatibilidade com outros programas, especialmente quando se considerou a utilização do SIG. 4.2.4.13. Resultados das hipóteses utilizados como novas variáveis Os agrupamentos de píxeis homogêneos contendo os resultados das hipóteses, foram convertidos para polígonos, estabelecendo o vínculo com uma tabela de atributos e possibilitando o cálculo de valores derivados. Pelo fato de ter-se trabalhado desde o início das tarefas com modelos matriciais temáticos e contínuos orientados no espaço geográfico, todos os produtos derivados mantiveram este vínculo de localização espacial. Estas qualidades, além de permitir a conversão de dados disponíveis em informação utilizável, possibilitaram a incorporação dos resultados das hipóteses como variáveis de entrada em novos processos que se apoiaram nesta informação derivada. Especificamente, os resultados se utilizaram como base do processo de cálculo para determinar o número de exemplares a ser replantados nas áreas degradadas para alcançar o anterior perfil florístico, bem como para calcular custos e tempos operativos que precisariam as atividades consideradas. -139- 4.2.4.14. Adequação dos resultados a avaliações ambientais As avaliações ambientais vinculadas à gestão territorial, independentemente das dimensões do espaço estudado, envolvem a análise de diferentes disciplinas. ERRÁZURIZ CORNER ET AL. (1988) recomendam considerar o aspecto espacial das variáveis qualitativas e quantitativas vinculadas aos fenômenos estudados, única qualidade distintiva que identifica singularmente as mesmas de outro tipo. Considerando estas diretrizes, verificou-se operativamente que o SIG se apresentou metodologicamente como uma alternativa metodológica válida para atender os requerimentos de espacialização das variáveis. Neste sentido, analisaram-se tematicamente os resultados obtidos por meio do SE apoiados em imagens, indicando que articularam-se com a seqüência de interpretação de fenômenos ambientais em cartografia indicada por HAKE & GRÜNREICH (1994) e JOLY (1988). Finalmente, logo desta análise ficaram definidos e armazenados todos os modelos matriciais temáticos que integraram o SEAD na próxima fase da pesquisa. 4.2.5. Etapa V – Integração do SEAD 4.2.5.1. Componentes considerados Nesta fase do método foi alcançado o produto final que possibilitou a gestão de soluções fundamentadas em avaliações ambientais realizadas por meio do SEAD, integrando SIG e seus dados, SE, programas específicos e dados obtidos por sensoriamento remoto. Mantendo o critério de KEENAN (1997) no sentido que os SEAD se orientam ao apoio de soluções específicas antes que à substituição dos processos de tomada de decisão realizado pelos especialistas, a integração do SEAD esteve focalizaa na incorporação operativa do SIG como um componente dos subsistemas de apoio ao manejo de dados espacialmente estruturados. Seguindo a opinião do mesmo autor considerou-se que no SIG encontra-se a informação importante para uma decisão mas não a decisão mesma, a qual poderá ser obtida a partir da utilização de modelos desenhados especificamente para essa situação. As imagens de saída que responderam aos critérios de classificação assistida introduzidos na base de conhecimentos do SE, incorporaram-se ao SIG como imagens, além de ter sido processadas por meio de uma extensão do SIG para converter grupos de -140- píxeis tematicamente homogêneas em polígonos, realizando o vínculo a uma tabela de atributos e cálculo de atributos adicionais, como já foi citado. Realizaram-se processos adicionais para integração com modelos não espacializados, considerando a inter-relação entre os dados para assegurar disponibilidade dos mesmos em um formato adequado e utilizando técnicas de intercâmbio dinâmico de dados (DDE), vínculo de objetos (OLE) e conectividade de base de dados aberta (ODBC), fato que possibilitou a comunicação entre as aplicações computacionais utilizadas. Finalmente, a integração no SIG dos dados gerados pelo sistema digital de reconhecimento desenvolvido junto à aplicação de técnicas de fusão de dados sob a forma de modelos matriciais contínuos, completou a estruturação do núcleo operativo do SEAD, atendendo com isto o estabelecimento da base de conhecimentos dentro de um plano de gestão costeira. 4.2.5.2. Extração de dados implícitos versus geração de novos dados A integração do SEAD como uma unidade operativa serviu para maximizar os processos de extração de dados implícitos dos originalmente obtidos. Dados implicitamente disponíveis se converteram em dados concreos aplicáveis aos posteriores processos de gestão de soluções fundamentadas em avaliações ambientais, aumentando a eficácia dos mesmos. Alcançou-se o critério estabelecido por FABBRI (1998), no sentido que a implementação de um SEAD é a estratégia de maior eficiência para captura de dados, integração, análise, modelagem e avaliação de impactos derivados de certos cenários físicos. Esta extração dos dados implícitos se apresentou como alternativa válida considerando tempos de execução e custos operativos quando comparados com a execução de trabalhos adicionais ou aplicação de técnicas de medição direta para obtenção de novos dados em campo que suplantariam os obtidos por técnicas indiretas de medição. Neste sentido, a conversão para polígonos dos píxeis classificados como solo seco ou solo úmido por parte das hipóteses do SE permitiu calcular atributos tais como a superfície das áreas detectadas, sem necessidade de utilizar técnicas diretas de medição tais como topografia ou levantamento GPS, atingindo valores de exatidão aceitáveis. Os critérios de classificação assistida pelo SE apoiaram-se em propriedades das regras fundamentadas em critérios físicos, matemáticos e legais, o qual diminui a -141- subjetividade da determinação quando comparada com interpretações visuais do especialista. Existe uma restrição à aplicação destas considerações, a qual deverá ser atendida a partir do momento em que as precisões e exatidões requeridas no processo de derivação de dados para atender as exigências da avaliação ambiental sejam tais que justifiquem o uso de técnicas de medições diretas. 4.2.5.3. Diferencia entre SEAD e SIG Nesta etapa do método se chegou a uma estruturação do SEAD compatível com as definições de MÁRKUS (1999), que define o SEAD um marco funcional para integrar capacidades de modelagem analítica, sistemas de manejo de base de dados, capacidades de representação gráfica e de representação tabular dos dados, além da incorporação do conhecimento próprio do tomador de decisões. Atendendo as indicações do mesmo autor, verificou-se também que o SIG apoiou-se principalmente no sistema de manejo de base de dados, as capacidades de representação gráfica e de representação tabular dos dados. A estruturação do SEAD neste trabalho evidenciou que, em concordância com MÁRKUS (1999), certas capacidades de modelagem analítica não estiveram presentes no SIG utilizado nem que seu desenho foi suficientemente flexível para atender as variações tanto no contexto como no processo de tomada de decisões orientadas ao planejamento ou gestão de uma área costeira. 4.2.5.4. Programas computacionais desenvolvidos Para alcançar a capacidade de modelagem analítica necessária dentro do SEAD, programou-se um módulo destinado a interagir com o SIG por meio de uma tabela de dados, em formato dBase IV (.dbf), tipo dynaset. A linguagem de programação utilizada foi Microsoft ® VisualBasic 4.0. O programa utilizou o motor de base de dados Microsoft ® Jet atendendo as recomendações de POTTER, MAXWELL & SCOTT (1993) para ter acesso aos dados contidos nas tabelas dos temas gerados pelo SIG. No mesmo foram incorporadas duas instruções SQL (“Structured Query Language”), expressão que define comandos e inclui cláusulas da linguagem de consultas estruturadas para base de dados. A fonte do mesmo pode consultar-se no apêndice deste trabalho. -142- Foram elaboradas 14 aplicações para assistir os processos de obtenção de imagens, processamento de dados, estatística e controle de periféricos. Estas aplicações estão apoiadas em programação orientada a objetos, representando uma perspectiva diferente com relação à programação padrão por procedimentos. Nesta última, considerava-se o fluxo do programa desde a primeira até a última linha de código, enquanto que na programação orientada a objetos aplicada no método foram criados os mesmos considerando cada um deles como componentes de uma aplicação que tem funcionalidade privada além da funcionalidade geral que se ofereceu ao usuário final. 4.2.5.5. Compatibilização de escalas e de densidades de informação A estruturação operativa do SEAD levou a considerar situações derivadas da utilização de dados elaborados em diferentes escala temáticas e com diferente densidade de informação. Esta consideração aparece inicialmente como uma dificuldade incompatível com a rigidez métrica que deve caracterizar os sistemas de informação, embora para a elaboração da base de conhecimentos destinada a um plano de gestão costeira aceitou-se a heterogeneidade de escalas e densidades de informação, possibilitando desta forma o conhecimento holístico da área e das problemáticas estudadas. Como escala temática considerou-se a escala em que foi originalmente interpretado cada tema em questão, fator decisivo no que diz respeito aos critérios de generalização cartográfica aplicados. A densidade de informação se entendeu como a relação entre número de entidades básicas de um tema por unidade de superfície. Os elementos obtidos em diferentes escala temáticas que se integraram como variáveis à mesma rede de decisão (por exemplo, os dados das áreas construídas obtidos por restituição fotogramétrica em escala 1:5000 e as manchas de umidade estimadas sobre uma banda da imagem SPOT, com 20m de resolução planimétrica), foram tratados operativamente junto aos dados de diferente densidade de informação (por exemplo, altimetria com 500 pontos por km2 de densidade média e pontos para análise de águas superficiais com 11 pontos por km2). As restrições funcionais impostas por estas duas propriedades (escala temática e densidade de informação), mesmo tendo sido consideradas, não tiveram incidência operativa na conformação da base de conhecimentos que se desenvolveu. A abstração e simplificação de entidades utilizadas de acordo a sua importância relativa, sua utilização conjunta e contribuição temática à finalidade do mapa (processo de generalização cartográfica) será uma precaução que se deverá considerar na hora da tomada das -143- decisões e, considerando a BUNDY, JONES & FURSE (1995), dentro do contexto de espacialização, antes que na fase de estruturação do SEAD. 4.2.5.6. Funcionamento do SEAD Para dar resposta a um problema ambiental definido concordante com as hipóteses de trabalho, verificando a função do SEAD na fase de apoio às decisões, utilizou-se o mesmo de forma integrada com a base de conhecimentos estruturada para a gestão da área costeira estudada. Levando em consideração os problemas de degradação da cobertura vegetal nativa em alguns setores da APP correspondente ao manguezal estudado, a ação conjunta de fatores antrópicos e naturais estaria alterando significativamente a flora, tendo como resultado áreas de solo exposto ou “gaps” atendendo a designação de DUKE (1992) e considerações de PORTO FILHO (2002). Visando o fornecimento de dados que apóiem na tomada de decisões destinadas à recuperação destes setores, ensaiou-se e demonstrou-se funcionalmente que o SEAD integrado ao SIG, SE, programas específicos e dados de sensoriamento remoto, forneceu respostas referidas à problemática da área afetada, especialmente relacionadas com a localização, custo de reposição com exemplares nativos do manguezal e tempos de execução de tarefas. Neste sentido, ensaiou-se uma seqüência de técnicas apoiadas no fluxo de atividades apresentado na Figura 4.21. Figura 4.21.: Método para avaliação da degradação da cobertura vegetal nativa -144- Considerando a localização planialtimétrica destes “gaps” ou clareiras dentro do manguezal, sua evolução temporal no que diz respeito à área ocupada, sua relação com elementos antrópicos tais como canais, não existiria convergência de critérios para classificar essas áreas como “apicuns” segundo a definição de Cintron (2003). Ressaltase que, se as áreas fossem apicuns, não deveria aplicar-se técnicas para recuperação das mesmas, pois esse tipo de terrenos hipersalinos formam parte do ecossistema dos manguezais. Dentro do marco do SEAD, elaborou-se um programa que, operando como modelo para o planejamento econômico e operativo, interagiu com o SIG e o SE utilizando os modelos matriciais temáticos originados pelo SE durante as classificações assistidas junto aos valores de superfície de cada área com solos expostos calculada pelo SIG. Por meio da aplicação do SE com hipóteses orientadas a determinar solos expostos secos e úmidos (condição média) dentro da APP apoiadas em interpretação visual de imagens e trabalhos de campo, desenvolveu-se e aplicou uma base de conhecimentos da forma detalhada anteriormente para classificação assistida correspondente à componente de qualificação da hipótese. Obteve-se um arquivo imagem em formato matricial, o qual posteriormente foi convertido em vetorial para possibilitar seu processamento no SIG como tema com atributos associados. A incorporação dos polígonos com as classes de solos secos e úmidos ao ambiente do SIG permitiu determinar o componente de localização dos mesmos, representado pelos centróides das figuras, calculando-se além disso a superfície de cada um deles. Os três dados calculados (coordenadas N, E e superfície), conjuntamente com um dado descritivo da localização do polígono foram incorporados em campos da tabela de atributos dos tema solos secos e solos úmidos. Programou-se um módulo destinado a interagir com essa tabela de atributos gerada pelo SIG, para determinar custos e tempos de reposição de espécies próprias do manguezal dentro de um plano de trabalho que poderia ser gerenciado pela Prefeitura de Florianópolis ou pela UFSC. Executou-se o programa e foram obtidos resultados para quatro áreas com problemas similres de solos expostos detalhados anteriormente. As variáveis lidas da tabela de atributos pelo programa foram a superfície e a descrição da localização do polígono, antes calculados pelo SIG. Como dados de entrada utilizou-se a densidade de indivíduos estimada em campo (árvores ou arbustos por hectare), tempo em dias de disponibilidade das plantas para reposição, custo estimado das plantas por 1000 unidades, quantidade de operários disponíveis, -145- rendimento dos operários em planta por dia, custo operativo mensal de cada operário e data de início das atividades. Estes dados puderam ser alterados durante a execução do programa para recalcular e avaliar diferentes alternativas de trabalho e planejamento econômico das atividades. Como fonte dos dados, consideraram-se informantes qualificados, principalmente funcionários da Municipalidade, que forneceram estes valores por meio de consultas verbais. Em função da densidade de indivíduos e área de solo exposto, calculou-se o número total de indivíduos vegetais necessários a serem replantados; calculou-se o custo das plantas, o custo da mão de obra, o custo parcial de reposição em cada área com solo exposto, o custo total para todos os polígonos pertencentes ao mesmo setor, o tempo de trabalho dos operários, o prazo de execução das tarefas de reposição por área, a data estimada de finalização e a data limite, com tolerância de 10% no tempo. Todos os resultados obtidos se armazenaram como dados nos campos específicos da tabela de atributos. Incorporaram-se duas instruções SQL (“Structured Query Language”), expressão que define comandos e inclui cláusulas da linguagem de consultas estruturadas para base de dados, em concordância com as indicações de MICROSOFT (1993). As instruções SQL são usadas normalmente em consultas e em funções de grupamento, embora também se podem utilizar para criar ou modificar a estrutura de uma base de dados. Estas instruções SQL permitiram selecionar dados da tabela de atributos a partir de valores especificados de área ou por descrição da localização do polígono. O componente de qualificação de solos expostos secos e úmidos representado por polígonos de um tema, as tabelas de atributos contendo o componente de localização, superfície e descrição da localização desse tema, e o vínculo com o programa para cálculo de custos e tempo de execução de tarefas de reposição de indivíduos vegetais conjuntamente com os dados de entrada, reuniram-se e representaram por meio do ambiente SIG. Conseqüentemente, e em concordância com as diretrizes de KEENAN (1997), o SIG passou a ser o gerador do SEAD, administrando e relacionando espacialmente atividades vinculadas ao geoprocessamento e à modelagem econômica (Figura 4.22). -146- Figura 4.22: SE, SIG, Base de dados e Modelo para cálculo de custos Integrados em um núcleo gerador do Sistema Espacializado de Apoio à Decisão A determinação de custos e tempos de execução em função da superfície de setores de solo exposto seco e úmido na APP foi alcançada a partir da integração destes componentes. Os campos com os dados obtidos utilizaram-se para a elaboração de cartografia temática, gerando-se representações espaciais de número de indivíduos a serem replantados e custos de execução de cada subprojeto destinado à reposição de espécies nativas do manguezal. A estrutura da tabela de atributos utilizada para vincular o SIG e o modelo de custo e operativo apresenta-se na Tabela 4.10. Tabela 4.10.: Estrutura da tabela de atributos para vincular SIG e modelo de custos/operacional Ordem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Campo GRIDCODE TIPO N E SUPERFICIE DESCR DATA_INI DATA_FIN DATA_FIN_TOL DENSIDADE TOT_PLANTAS Tipo Numeric Character Numeric Numeric Numeric Character Date Date Date Numeric Numeric Tamanho 10 12 16 16 16 20 8 8 8 5 6 Decimais 2 -147- Tabela 4.10. (continuação): Estrutura da tabela de atributos para vincular SIG e modelo de custos/operacional Ordem 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Campo TOT_CUST_PL TOT_CUST_OP TOT_PROJETO TOT_TEM_OP TOT_TEM_PRO DISPON CUSTO_PL OPERARIOS REND_OP CUSTO_OP TOTALORUM Tipo Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Numeric Tamanho 6 6 6 6 6 4 8 3 4 8 10 Decimais 2 2 2 4.2.5.7. Adequação do método Com a integração dos componentes citados orientados à utilização de técnicas de geoprocessamento, o estabelecimento dos vínculos descritos e a disponibilização concreta de resultados oferecendo uma alternativa de recuperação da área degradada, demonstrou-se a viabilidade de aplicação de um sistema para a gestão de uma área de transição fluviomarítima fundamentado em um Sistema Espacializado de Apoio à Decisão integrado por SIG, SE, programas específicos e dados do sensoriamento remoto. A concretização do método neste ponto significa também que mediante a aplicação destes procedimentos é possível aumentar objetivamente o domínio formal da base de conhecimentos técnicos em um plano de gestão costeira, aceitando que os mesmos serão produzidos em diferentes escalas e com diferentes densidades de informação. Existem outras vias válidas para chegar a este ponto, empregando técnicas de processamento e fontes de dados diferentes. Mesmo assim, a seqüência aqui apresentada responde a uma alternativa metodológica de estruturação da base de conhecimentos técnicos em um plano de gestão costeira apoiada no geoprocessamento, da qual se encontraram reduzidos exemplos no âmbito de intercâmbio acadêmico e tecnológico no qual esteve inserida a investigação. Esta alternativa metodológica esteve caracterizada em todas as etapas de execução pela aplicação de avaliações suscetíveis de serem comprovadas por métodos matemáticos ou estatísticos, fato que garante a determinação objetiva do grau de qualidade alcançada para os resultados, independentemente da difusão ou dispersão dos mesmos no espaço conceitual ou marco formal de trabalho. –— -148- CAPITULO 5 RESULTADOS E DISCUSÃO RESUMO DO CAPÍTULO 5 Apresentam-se os resultados principais e intermediários obtidos durante o desenvolvimento da investigação. Destaca-se a validade dos mesmos, as possibilidades e as limitações para a transferência a outras áreas. Continuando, detalham-se os resultados da avaliação das duas hipóteses consideradas. Finalmente, mostramse os resultados intermediários correspondentes a produtos derivados obtidos para alcançar os objetivos propostos. 5.1. RESULTADOS 5.1.1. Validade dos resultados obtidos na pesquisa Atendendo as restrições que se apresentaram durante o desenvolvimento da investigação, deve-se atender a validade dos resultados obtidos segundo critérios geográficos, temporais e funcionais marcados no Capítulo 1. Os resultados que aqui são apresentados, derivados das hipóteses de trabalho, correspondem à área de aplicação direta limitada pelos 228ha da área de preservação permanente. As relações entre os resultados e as características ambientais de outros mangues bem como a extrapolação de conclusões, pontos já justificados, restringiram-se às áreas de transição fluviomarítima. A validade dos dados e resultados no tempo, como se citou, apóia-se nas observações de campo e nos estudos realizados por PANITZ (1986) e por BERNARDY (2000). Conseqüentemente, os resultados e as considerações poderiam considerar-se válidas por aproximadamente quatro a cinco anos, enquanto que aspectos tais como ocupação do solo, cadastro e zoneamento administrativo da área com maior intervenção antrópica deveria restringir-se a dois ou três anos, em concordância com as justificativas analisadas. -149- As restrições funcionais dos resultados estão limitadas a integrar os mesmos à base de conhecimentos técnicos-científicos em um plano de gestão costeira, servindo como apoio para orientar as ações de um plano de maior abrangência. 5.1.2. Transferência e aplicação em outras áreas A transferência do método utilizado para outras áreas, atendendo as restrições geográficas, temporais e funcionais citadas, se deveria focalizar em três pontos, considerando: (a) aplicações de um SEAD como técnica de apoio à decisão em planos de gestão costeira, (b) maior desenvolvimento das técnicas de fusão de dados entre fotografias aéreas e imagens de sistemas digitais de reconhecimento similares ao utilizado, e (c) incremento das capacidades técnicas dos periféricos e programas componentes do sistema digital de reconhecimento que sejam utilizados. Em geral, atendendo os critérios de homogeneidade morfológica já citados, deveriam-se esperar respostas análogas do sistema digital de reconhecimento em outras áreas de transição fluviomarítima localizadas na parte Sul da Costa Sudeste Brasileira, compreendida pela área litorânea Sul do estado de Paraná e as costas do estado de Santa Catarina até o Cabo de Santa Marta. Com a finalidade de obter dados consistentes e concretos sobre a eficácia do método transferido a outras áreas, se deveria incorporar esta técnica a investigações que se vinculem com a função da base técnico-científica em um plano definido de gestão costeira. 5.1.3 Resultados da verificação de hipóteses A consideração e verificação de duas hipóteses estruturadas sobre situações concretas permitiu estabelecer critérios sobre a aplicabilidade e a transferência do método e das técnicas desenvolvidas, bem como especificar as contribuições concretas que ofereceu a pesquisa. Atendendo a primeira hipótese, verificou-se que a aplicação de um SEAD estruturado a partir de um SIG baseado em dados gerados pelo Cadastro Multifinalitário, sensoriamento remoto e medições de campo, em um SE baseado em redes de decisão e em programas específicos para modelagem de situações pontuais, permitiu gerar conhecimentos formais para integrar a base técnico-científica dos planos de gestão costeira, apoiando objetivamente na tomada de decisões relacionadas com a recuperação de áreas litorâneas vinculadas a formações fluviomarítimas. -150- Na segunda hipótese considerou-se que a aplicação de técnicas para obtenção de imagens baseadas em sistemas digitais de reconhecimento destinados ao monitoramento ambiental de áreas litorâneas pode prover apoio técnico para obter dados temáticos compatíveis com estes processos. A atual falta de qualidade métrica pode ser minimizada por meio da aplicação de técnicas de fusão de dados entre fotografias aéreas convencionais e imagens do sistema digital desenvolvido. As imagens com fusão de dados obtidas adequaram-se tecnicamente quando foram destinadas à otimização da análise visual ou automática dos elementos das áreas de manguezais, devido ao incremento do poder discriminante obtido a partir da fusão de fotografias aéreas pancromáticas coloridas e imagens digitais correspondentes ao comprimento de onda de 900nm. 5.1.3.1. Primeira hipótese Além de contribuir com dados concretos para recuperação de espécies da flora nativa no manguezal, deve-se indicar que a verificação da primeira hipótese permitiu gerar resultados que poderiam ser destinados à aplicação do Princípio Poluidor-Pagador (PPP), o qual precisa de dados objetivos que possibilitem acionar preventiva e corretivamente em casos de degradação ambiental. A aparição de problemas de degradação da cobertura vegetal nativa na APP correspondente ao manguezal estudado se deveria à conjunção de fatores antrópicos e naturais que, como foi indicado, estaria alterando significativamente a flora criando áreas de solo exposto ou “gaps” (Figura 5.1). Para determinar objetivamente esta situação considerando o manejo integrado do problema por meio do SEAD, operacionalizando e verificando a primeira hipótese, foi necessário obter resultados a partir do monitoramento de um setor degradado dentro da APP (N=6946600; E=22744728). Utilizaram-se fotografias aéreas tomadas em 1938, 1957, 1969, 1978, 1979, 1994, 1998, 2000 e 2002, o qual permitiu evidenciar e quantificar a evolução desta situação. Como resultados deste monitoramento (Figura 5.2), estabeleceu-se por fotointerpretação estereoscópica direta a olho nu que, em 1938, já se observavam canais de esgotos escoando pela vertente Oeste da bacia, atravessando a área em sentido SWNE. Observou-se maior refletância de solos no centro da fotografia, o qual poderia indicar cobertura vegetal com menor densidade em processos associados a fenômenos de hipersalinização, próprios das áreas periféricas dos manguezais. Não tiveram-se elementos suficientes para considerar estes setores como apicuns em 1938. Em 1957, -151- logo depois de dezenove anos, notou-se a permanência destes canais na área. A cobertura vegetal de Avicennia é maior na metade E da fotografia, enquanto que ao W manteve-se menor. Em 1969, doze anos mais tarde, construiu-se um novo canal paralelo aos dois anteriores. A condição de maior cobertura vegetal arbórea se mantém ao E da fotografia e menor ao W. A observação do aumento da cobertura de mangues desde 1938 a 1969 poderia-se considerar como critério convergente para aplicar hipóteses de dinâmica de apicuns, mas como foi citado, faltam dados medidos que poderiam orientar as conclusões neste sentido. Figura 5.1.: Vistas da área degradada dentro do manguezal do Itacorubi Comparem-se as duas primeiras linhas com as três vistas inferiores, onde apresenta-se o estado normal dos exemplares de mangue Nos dez anos que transcorrem do registro anterior até 1979, identificou-se um novo elemento da paisagem correspondente ao aterro da avenida Beira Mar. Observou-se no aterro as obras de canalização que mantiveram operativos os antigos esgotos. A cobertura arbórea de Avicennia apareceu mais homogênea, embora com clareiras na parte S da fotografia. Em 1994, depois de quinze anos, observou-se junto aos anteriores, um novo canal de esgoto perpendicular a Av. Beira Mar. -152- Figura 5.2.: Monitoramento da área degradada no manguezal do Itacorubi por meio de fotografias aéreas -153- A cobertura de Avicennia é homogênea, embora observou-se diminuição nas proximidades dos canais. Quatro anos depois, em 1998, evidenciaram-se alterações na cobertura vegetal de Avicennia na área próxima aos canais de esgoto, localizadas no centro W da fotografia. Nos dois anos posteriores a 1998, acentuou-se o processo de diminuição da cobertura de Avicennia, aparecendo em 2000, setores definidos de solo exposto associados aos primitivos canais de esgotos. Evidenciou-se um processo de estabilização de perda da cobertura da Avicennia nos dois anos posteriores. Sem ter-se construído novas canalizações, em 2002 foram habilitados novos esgotos nos canais existentes. Depois de detectado e medido o incremento da área degradada (Quadro 5.1 e Gráfico 5.1) e contando com um adequado volume de dados específicos proporcionados pelo SEAD, aplicaram-se critérios visando a recuperação desta área afetada e outras similares. Estabeleceu-se uma linha de aplicação vinculada à criação de um conjunto de dados para ser aplicados por normas legais corretivas, tais como o princípio poluidor pagador. 12000 Área (m2) 10000 ano 1994 1774m2 ano 1998 9425m2 ano 2000 10128m2 8000 6000 ano 2002 10274m2 4000 2000 0 1970 1980 1990 2000 2010 Año Quadro 5.1.: Evolução da área degradada estudada no manguezal do Itacorubi Além desta área monitorada, analisaram-se três áreas adicionais que apresentam condições similares com relação à degradação de sua cobertura arbórea. Estas áreas estão localizadas nas coordenadas centrais N=6946223, E=22744854; N=6946642, E=22745070; N=6946531, E=22745046. Derivaram-se resultados a partir da aplicação das técnicas detalhadas no ponto 4.1.5.6. (Gráfico 5.2), considerando que a área degradada estava originariamente coberta exclusivamente por A. schaueriana sobre solos caracterizados como úmidos. Não obstante esta restrição citada, os resultados concordam com os valores de cobertura medidos por meio de técnicas de interpretação visual em SÁNCHEZ DALOTTO (2002a, 2002b, 2002c). -154- Gráfico 5.1.: Monitoramento de uma área degradada no manguezal do Itacorubi – Período 1994/2002 -155- Gráfico 5.2.: Resultados da classificação por Sistema Experto -156- Foram lidos os valores da tabela de atributos pelo programa corresponderam a solos secos e solos úmidos. Estas foram a superfície e a descrição da localização de 4177 polígonos convertidos dos modelos matriciais temáticos elaborados pela classificação assistida do SE. Destes, selecionaram-se 970 polígonos que oscilaram entre 1m2 e 41m2 dentro das quatro áreas modeladas, as quais somaram 16000m2 de setores degradados com solos expostos, havendo-se aplicado nesta ocasião a modelagem sobre os setores correspondentes à classe de solos úmidos identificados. A densidade de indivíduos estimada em campo foi fixada 2700 exemplares por hectare (Figura 5.3.); o tempo de disponibilidade das plantas para reposição se estimou em 30 dias; o custo das plantas por 1000 unidades se estimou em R$1000; a quantidade de operários disponíveis se fixou em 3, com um rendimento diário de plantado estimado em 200 plantas por dia; o custo operativo mensal de cada operário se fixou em R$500 e a data de início das atividades estimada foi 1 de Julho de 2002. Figura 5.3.: Setor de 1ha. no manguezal com cobertura média de 2700 exemplares de A. schaueriana Escala aproximada 1:2000 Calculou-se o número total de indivíduos vegetais necessários a serem replantados por polígono de setor degradado para alcançar a densidade de árvores considerada representativa dentro do manguezal, com tolerância de +10%, encontrando-se que variaram entre 1 a 13 exemplares; calculou-se o custo das plantas por área degradada, o custo total da mão de obra, o custo parcial de reposição em cada área com solo exposto, o custo total para todos os polígonos pertencentes ao mesmo setor, o tempo de trabalho dos operários, o prazo de execução das tarefas de reposição por área, a data estimada de finalização e a data limite, com tolerância de 10% no tempo. Os custos finais de cada sub-projeto teve valores entre R$4.000 e R$30.000. Os resultados foram armazenados na tabela de atributos dos polígonos, fato pelo qual foi possível utilizar os mesmos para elaborar cartografia temática (Gráficos 5.3 e 5.4). -157- Gráfico 5.3.: Recuperação da área degradada – Número de mangues por setor contíguo de solo exposto -158- Gráfico 5.4.: Recuperação da área degradada – Custo do projeto por subárea -159- A utilização da tabela de atributos como fonte de dados para elaborar cartografia temática permitiu visualizar espacialmente os resultados das atividades consideradas, convertendo-se em um produto de apoio à decisão para os planejadores deste tipo de tarefas, possibilitando a determinação de prioridades, cronogramas de atividades, cronogramas de investimentos e previsão de resultados, entre outras atividades. 5.1.3.1.1. Considerações sobre os resultados da primeira hipótese Com os resultados apresentados demonstrou-se que foi possível gerar os conhecimentos formais que integram a base técnico-científica de um plano de gestão costeira a partir da aplicação de um SEAD estruturado pelo SIG, SE e programas específicos para modelagem de situações pontuais, fato que deu apoio objetivo à tomada de decisões vinculadas à recuperação de áreas litorâneas associadas com formações fluviomarítimas. Mesmo sem contar com um planejamento concreto para o problema analisado do ponto de vista da degradação ambiental, desconsiderou-se o componente causal do problema, minimizando-se a capacidade para executar ações corretivas ou preventivas segundo a seqüência de atividades detalhada, em concordância com as necessidades expostas por CASTILLO (2000) e HUGGETT (1998). 5.1.3.2. Segunda hipótese A partir do desenvolvimento da segunda hipótese demonstrou-se que em processos de monitoramento ambiental de áreas litorâneas, a aplicação de técnicas de obtenção de imagens apoiadas em sistemas digitais para reconhecimento fornecem apoio técnico para obter dados temáticos compatíveis com esses processos, suprindo as atuais carências de qualidade métrica desses sistemas por meio de técnicas de fusão de dados, gerados por fotografias aéreas convencionais. Obtiveram-se resultados por meio dos quais evidenciou-se que a aplicação de técnicas de fusão de dados sobre imagens destinadas à avaliação e monitoramento ambiental de áreas fluviomarítimas são adequadas para otimizar a análise visual ou automática dos elementos deste tipo de formações, considerando o incremento do poder discriminante das imagens obtidas a partir da fusão de fotografias aéreas pancromáticas coloridas e imagens digitais obtidas no comprimento de onda de 900nm. Os resultados nesta fase do trabalho apoiaram-se em imagens de fotografias aéreas (Figura 5.4 esquerda) e imagens do sistema de reconhecimento em 900nm (Figura 5.4 centro), as quais constituíram a base dos processos para obtenção de imagens por meio da fusão de dados (Figura 5.4 direita). O processo foi aplicado dentro do manguezal -160- para seis áreas de 6.5ha de superfície média. As coordenadas centrais destas seis áreas, dimensões dos lados e superfícies indicam-se na Tabela 5.1. A localização de cada setor dentro da área estudada é apresentado na Figura 5.5. Figura 5.4.: Imagens de fotografia aérea, sistema digital e fusão de dados. Tabela 5.1.: Coordenadas centrais e dimensões das áreas utilizadas para fusão de dados ÁREA 1 2 3 4 5 6 N (m) 22745792 22744999 22745351 22745622 22745442 22745253 E (m) 6946182 6946837 6946459 6946630 6947021 6947159 DIMENSÕES (m) 307 x 223 254 x 263 290 x 217 279 x 220 306 x 225 295 x 213 SUPERFÍCIE (m²) 68461 66802 62930 61380 68850 62835 Figura 5.5.: Localização de áreas para obtenção de imagens por fusão de dados -161- Para a obtenção dos resultados finais que permitiram a comprovação da segunda hipótese a partir da sua operacionalização, calcularam-se os histogramas das imagens de fotografias aéreas, imagens em infravermelho 900nm e imagens resultantes dos processos de fusão de dados correspondentes aos canais vermelho, verde, azul e média dos mesmos. A representação dos histogramas evidenciou graficamente tendências à normalização em imagens das fotografias aéreas obtidas em espectro visível (Figuras 5.7.a., 5.10.a., 5.13.a., 5.16.a., 5.19.a. e 5.22.a.) e predomínio de bimodalidade ou trimodalidade em imagens infravermelho 900nm (Figuras 5.7.b., 5.10.b., 5.13.b., 5.16.b., 5.19.b. e 5.22.b.), em concordância com o indicado por LILLESAND & KIEFFER (1994). Note-se que, embora se apresentaram com fins comparativos os perfis e histogramas de imagens de fotografias aéreas obtidas no espectro visível e imagens infravermelhas 900nm, estas últimas apresentaram o mesmo histograma por ter-se obtido originalmente em modo cinza e posteriormente convertidas para o modo cor real com 16M cores. Os histogramas resultantes para as imagens obtidas por fusão de dados (Figuras 5.7.c., 5.10.c., 5.13.c., 5.16.c., 5.19.c. e 5.22.c.) mostram a redistribuição das freqüências de acordo com a forma do histograma das imagens infravermelho 900nm, enquanto que o desenvolvimento horizontal do mesmo, vinculado ao número digital, é controlado principalmente pela imagem obtida no espectro visível. Estas características evidenciaram-se nos estatísticos da Tabela 5.2., calculados para cada tipo de imagem e para cada canal. Observou-se que a média e a mediana dos DN das imagens obtidas em IR 900nm foram superiores às das imagens obtidas no espectro visível, devido ao predomínio das respostas espectrais altas originadas pela cobertura vegetal. As médias e medianas das imagens obtidas por fusão de dados localizaram-se entre as anteriores. Observou-se maior dispersão dos valores do DN nas imagens obtidas por IR 900nm devido ao predomínio das respostas espectrais dos dois elementos do terreno preponderantes (vegetação e água). Nas imagens de fotografias aéreas espectro visível o desvio foi menor, qualidade que foi repassada às imagens obtidas por fusão de dados. Teve-se como resultado imagens nas quais predominam os contrastes espectrais dos elementos do terreno correspondentes às imagens infravermelhas, otimizando o poder discriminante das mesmas, no entanto que a incorporação da variável cor originada nas imagens de fotografias aéreas às imagens de fusão de dados, completou o processo para obter um produto tematicamente enriquecido com relação às imagens originais, destinado ao monitoramento ou avaliação ambiental de áreas fluviomarítimas que precisam ser gerenciadas visando a estruturação de um plano de gestão costeira. -162- Tabela 5.2.: Estatísticos das imagens de cada setor analisado CASO CANAL 1 RGB TIPO DE IMAGEM 8 BITS Visível MÉDIA DN DESVÍO DN MEDIANA DN 71 29 75 1 RGB Infravermelho 900nm 122 49 134 1 RGB Fusão de dados 108 45 117 1 R Visível 70 30 73 1 R Infravermelho 900nm 122 49 134 1 R Fusão de dados 103 43 111 1 G Visível 76 29 80 1 G Infravermelho 900nm 122 49 134 1 G Fusão de dados 118 49 128 1 B Visível 1 B Infravermelho 900nm 1 B Fusão de dados 2 RGB Visível 2 RGB Infravermelho 900nm 2 RGB Fusão de dados 52 25 55 122 49 134 75 36 78 136 49 141 133 9 141 124 46 131 2 R Visível 135 49 140 2 R Infravermelho 900nm 133 9 141 2 R Fusão de dados 116 44 123 2 G Visível 141 49 146 2 G Infravermelho 900nm 133 9 141 2 G Fusão de dados 133 48 141 2 B Visível 116 46 119 2 B Infravermelho 900nm 133 9 141 2 B Fusão de dados 101 41 106 3 RGB Visível 114 37 120 3 RGB Infravermelho 900nm 138 49 149 3 RGB Fusão de dados 110 49 120 3 R Visível 114 37 121 3 R Infravermelho 900nm 138 49 149 3 R Fusão de dados 100 46 109 3 G Visível 116 37 123 3 G Infravermelho 900nm 138 49 149 3 G Fusão de dados 121 53 132 3 B Visível 103 35 109 3 B Infravermelho 900nm 138 49 149 3 B Fusão de dados 82 42 89 4 RGB Visível 119 32 127 4 RGB Infravermelho 900nm 134 58 148 4 RGB Fusão de dados 123 54 136 4 R Visível 118 33 125 4 R Infravermelho 900nm 134 58 148 4 R Fusão de dados 111 50 121 4 G Visível 123 33 131 4 G Infravermelho 900nm 134 58 148 4 G Fusão de dados 134 58 148 4 B Visível 105 31 112 4 B Infravermelho 900nm 134 58 148 4 B Fusão de dados 101 47 110 5 RGB Visível 126 48 128 5 RGB Infravermelho 900nm 151 45 161 5 RGB Fusão de dados 142 42 151 5 R Visível 127 51 128 -163- Tabela 5.2. (continuação): Estatísticos das imagens de cada setor analisado CASO CANAL 5 R Infravermelho 900nm TIPO DE IMAGEM 8 BITS MÉDIA DN DESVÍO DN MEDIANA DN 151 45 161 5 R Fusão de dados 138 42 146 5 G Visível 130 48 132 5 G Infravermelho 900nm 151 45 161 5 G Fusão de dados 150 45 159 5 B Visível 109 44 107 5 B Infravermelho 900nm 151 45 161 5 B Fusão de dados 115 35 121 6 RGB Visível 99 47 96 6 RGB Infravermelho 900nm 131 51 142 6 RGB Fusão de dados 122 47 133 6 R Visível 100 50 96 6 R Infravermelho 900nm 131 51 142 6 R Fusão de dados 120 45 128 6 G Visível 102 47 100 6 G Infravermelho 900nm 131 51 142 6 G Fusão de dados 129 51 140 6 B Visível 87 45 83 6 B Infravermelho 900nm 131 51 142 6 B Fusão de dados 94 39 99 Para evidenciar estes resultados, elaborou-se um perfil espectral por área e por tipo de imagem, obtendo-se em total 18 perfis desagregados por canal e imagem RGB. A localização dos seis perfis dentro da área estudada se apresenta na Figura 5.6. Os resultados mostraram por meio da análise das diferenças entre os DN dos perfis, o predomínio das características espectrais de contraste próprios das imagens infravermelhas nas imagens com fusão de dados, podendo separar-se áreas úmidas da vegetação, enquanto que, como foi indicado na análise de freqüências do histograma, a contribuição de cores foi efetuada pelas imagens de fotografias aéreas. Além dos resultados correspondentes aos perfis espectrais e histogramas, nos Gráficos 5.5 a 5.10 se apresentam as imagens utilizadas e obtidas para os seis casos citados. Figura 5.6.: Localização dos perfis espectrais realizados sobre as imagens -164- Gráfico 5.5.: Fusão de dados – Caso 1 -165- 5.1.3.2.1. Caso 1 Figura 5.7.a. Caso 1. Histogramas RGB e cinza imagem visível Figura 5.7.b. Caso 1. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.7.c. Caso 1. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados Figura 5.8.a. Caso 1. Imagem visível Figura 5.8b. Caso 1. Imagem infravermelho 900nm Figura 5.8c. Caso 1. Imagem com fusão de dados Figura 5.9a. Caso 1. Perfis radiométricos RGB e cinza – imagem visível Figura 5.9b. Caso 1. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.9c. Caso 1. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem com fusão de dados -166- Gráfico 5.6.: Fusão de dados – Caso 2 -167- 5.1.3.2.2. Caso 2 Figura 5.10a. Caso 2. Histogramas RGB e cinza imagem visível Figura 5.10b. Caso 2. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.10c. Caso 2. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados Figura 5.11a. Caso 2. Imagem visível Figura 5.11b. Caso 2. Imagem infravermelho 900nm Figura 5.11c. Caso 2. Imagem com fusão de dados Figura 5.12a. Caso 2. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem visível Figura 5.12b. Caso 2. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.12c. Caso 2. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem com fusão de dados -168- Gráfico 5.7.: Fusão de dados – Caso 3 -169- 5.1.3.2.3. Caso 3 Figura 5.13a. Caso 3. Histogramas RGB e cinza imagem visível Figura 5.13b. Caso 3. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.13c. Caso 3. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados Figura 5.14a. Caso 3. Imagem visível Figura 5.14b. Caso 3. Imagem infravermelho 900nm Figura 5.14c. Caso 3. Imagem com fusão de dados Figura 5.15a. Caso 3. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem visível Figura 5.15b. Caso 3. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.15c. Caso 3. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem com fusão de dados -170- Gráfico 5.8.: Fusão de dados – Caso 4 -171- 5.1.3.2.4. Caso 4 Figura 5.16a. Caso 4. Histogramas RGB e cinza imagem visível Figura 5.16b. Caso 4. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.16c. Caso 4. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados Figura 5.17a. Caso 4. Imagem visível Figura 5.17b. Caso 4. Imagem infravermelho 900nm Figura 5.17c. Caso 4. Imagem com fusão de dados Figura 5.18a. Caso 4. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem visível Figura 5.18b. Caso 4. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.18c. Caso 4. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem com fusão de dados -172- Gráfico 5.9.: Fusão de dados – Caso 5 -173- 5.1.3.2.5. Caso 5 Figura 5.19a. Caso 5. Histogramas RGB e cinza imagem visível Figura 5.19b. Caso 5. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.19c. Caso 5. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados Figura 5.20a. Caso 5. Imagem visível Figura 5.20b. Caso 5. Imagem infravermelho 900nm Figura 5.20c. Caso 5. Imagem com fusão de dados Figura 5.21a. Caso 5. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem visível Figura 5.21b. Caso 5. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.21c. Caso 5. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem com fusão de dados -174- Gráfico 5.10.: Fusão de dados – Caso 6 -175- 5.1.3.2.6. Caso 6 Figura 5.22a. Caso 6. Histogramas RGB e cinza imagem visível Figura 5.22b. Caso 6. Histogramas RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.22c. Caso 6. Histogramas RGB e cinza imagem com fusão de dados Figura 5.23a. Caso 6. Imagem visível Figura 5.23b. Caso 6. Imagem infravermelho 900nm Figura 5.23c. Caso 6. Imagem com fusão de dados Figura 5.24a. Caso 6. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem visível Figura 5.24b. Caso 6. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem infravermelho 900nm Figura 5.24c. Caso 6. Perfis radiométricos RGB e cinza imagem com fusão de dados -176- 5.1.3.2.7. Considerações sobre os resultados da segunda hipótese Paralelamente ao desenvolvimento da investigação, discutiu-se por meio de diferentes trabalhos publicados em eventos específicos a utilização desta técnica aplicada à avaliação ambiental. Junto com as características técnicas discutidas anteriormente, a aplicação destas hipóteses foi avaliada nos trabalhos citados. Embora o sistema de reconhecimento desenvolvido experimentou com uma técnica econômica para obtenção de imagens, adequada à real situação predominante na América do Sul com relação a custos operativos, magnitude das áreas a serem avaliadas, disponibilidade tecnológica e concordância com tempos de execução das atividades, não pretendeu-se atingir características métricas compatíveis com sistemas fotogramétricos digitais de alta prestação, chegou-se a dispor de uma técnica confiável para análise espectral dos elementos do terreno. Neste sentido, as qualidades que caracterizaram o sistema utilizado permitiram a comparação das imagens obtidas com imagens de satélites de alta resolução planimétrica, tais como Ikonos ou QuickBird, disponíveis na atualidade. Esta situação coloca ao sistema de reconhecimento digital desenvolvido com vantagens e desvantagens frente aos produtos dos satélites citados. Como vantagens observou-se que os dados são obtidos a tempo real e não se manteve nenhum tipo de dependência tecnológica para realizar processos de correção geométrica ou espectral. Não é necessário definir uma área mínima para que o recobrimento seja disponibilizado (100km² para Ikonos e 64km² para QuickBird) nem um largo mínimo para o mesmo (5km para o Ikonos e 2.5km para o QuickBird). Ressalta-se também que com a utilização deste sistema de reconhecimento, por operar baixa altura, minimizaram-se os problemas de sombras e áreas sem informação ocasionadas por nuvens. Quando o sistema está montado em helicóptero, é possível efetuar descidas verticais com o sistema, fato que permitiu obter imagens com resolução centimetrica. Como desvantagens pode-se citar que o recobrimento de uma área maior utilizando o sistema (superior a 2km² considerando as provas realizadas), apresentaria dificuldades operativas, tanto para o registro regular da área como para o processamento dos dados; estas dificuldades operativas são menores quando se trata de áreas nas quais predomina o comprimento sobre a largura da área relevada, tais como linhas de alta tensão ou faixas de mata ciliar. Outra desvantagem observada, embora tecnicamente com solução viável, é o fato que as imagens atualmente são obtidas pelo sistema desenvolvido em uma janela espectral única por vez, não sendo possível operar paralelamente em modo multiespectral, tal como seria feito por outro tipo de sensores. -177- Com relação aos custos, embora não tinham sido discutidos neste trabalho, considerou-se que, se fosse possível adquirir imagens de satélites de alta resolução planimétrica para áreas restritas destinadas à avaliação ambiental localizada, os custos operativos por unidade de superfície de uma imagem representariam uma relação média de 4:1 a favor do sistema de reconhecimento desenvolvido quando montado em avião, em áreas de até 2km². Por estas considerações, percebe-se a potencial aplicação do sistema de reconhecimento digital desenvolvido junto às técnicas para avaliação localizada de problemas ambientais concretos. 5.1.4. Resultados intermediários Destacam-se como resultados intermediários aqueles que foram derivados a partir da aplicação do Sistema Digital de Reconhecimento e do SE na sua fase experimental. Estes resultados, embora foram obtidos como subprodutos para alcançar os objetivos da investigação, são citados por sua contribuição direta com a linha de trabalho na área de monitoramento e avaliação ambiental. Entre os resultados intermediários, o uso da técnica estatística multivariada da ACP aplicada aos modelos matriciais temáticos e contínuos, permitiu classificar áreas homogêneas para efetuar o zoneamento ambiental. Com a aplicação do sistema de reconhecimento digital e o processamento eletrônico de fotografias aéreas pancromáticas coloridas, obtiveram-se imagens digitais, imagens para observação estereoscópica, seqüências lineares de imagens e imagens falsa cor. Por meio do SE derivaram-se outras classificações, tais como áreas cobertas por mangues, por solos expostos segundo altimetria e a seqüência de inundação por marés da área estudada. 5.1.4.1. Zoneamento ambiental por ACP Os resultados foram obtidos a partir do desenvolvimento do ponto 4.2.3. Zoneamento da área de estudo. Como foi indicado no método, resumiu-se estatisticamente em seis imagens a informação de cada grupo temático de dados de entrada, agrupados em vinte e quatro variáveis antecedentes. Executou-se novamente o processo da ACP com a finalidade de resumir novamente a informação em componentes principais a partir de uma segunda seqüência apoiada nas seis imagens. -178- No Gráfico 5.11 (esquerda) apresentam-se os componentes principais 1 a 4 desta segunda seqüência. O primeiro componente principal concentrou 33% da informação das seis imagens obtidas na primeira execução da ACP. O segundo concentrou 25%, o terceiro, 18% e o quarto, 14%, totalizando-se 90% da informação. Utilizando o primeiro, segundo e terceiro componente principal (76% da informação) criou-se uma imagem falsa cor (R=CP1, G=CP2, B=CP3), na qual foi substituido o canal de luminosidade pela imagem da fotografia aérea de 2002. Esta base serviu para determinar os polígonos correspondentes a setores homogêneos (Gráfico 5.11 direita) As superfícies de cada setor determinado encontram-se na Tabela 5.3. Verificou-se objetivamente a convergência com as idéias que se sustentavam a priori com relação aos limites de quatro áreas características dentro da área de estudo: a primeira associada à APP, a segunda associada a um setor altamente antropizado, a terceira associada a uma área de transição e a quarta, vinculada ao sistema hídrico. Na Figura 4.25 se apresentam vistas representativas das quatro áreas. Figura 5.25.: Vista desde o terreno dos quatro setores determinados pela ACP De esquerda a direita: APP, setor altamente antropizado, setor de transição e rede hídrica. Tabela 5.3.: Superfície de setores homogêneos determinados pela ACP ÁREA 1 2 3 4 SETOR APP Altamente antropizado Transição Rede hídrica SUPERFÍCIE (m²) 917592 736435 546740 79233 TOTAL: 2280000 -179- Gráfico 5.11.: Componentes principais e zoneamento ambiental da área de estudo -180- 5.1.4.2. Imagens digitais Durante as fases de desenvolvimento do sistema digital de reconhecimento, ensaiaramse três modos de levantamentos aéreos: modo infravermelho 900nm, modo infravermelho 720nm e modo visível. Utilizaram-se dois tipos de vetores para montar o sistema (avião monomotor e helicóptero). Devido ao tipo de sensor que se dispunha, e por ser um sistema de reconhecimento maciço de informação, trabalhou-se com dois tipos de imagens, associados a baixa resolução (320 por 240 píxeis) e resolução média (640 por 480 píxeis). Totalizou-se aproximadamente 1Gb de seqüências digitais obtidas por este sistema com intervalos de tempo entre imagens, variáveis entre 1s e 60s, incluindo testes verticais e oblíquos nos três modos utilizando-se dois tipos de vetores citados. Obtiveram-se imagens independentes correspondentes a testes em terra destinados a verificar o funcionamento dos componentes. No caso dos reconhecimentos aéreos prévios em infravermelho 900nm, os resultados obtidos pelo sistema (Figura 5.26) apresentaram imagens com marcados contrastes entre água (baixa refletância) e vegetação (alta refletância). Por haver-se aplicado o sistema sobre uma área de transição fluviomarítima, onde o ambiente apresenta alto conteúdo de umidade, observou-se que o sistema de reconhecimento operando neste modo, permitiu separar visualmente água, vegetação e solo. As resoluções planimétricas obtidas, em função das alturas de vôo, oscilaram entre 0.95m e 0.17m. Depois de testado, este modo foi utilizado para aplicar as técnicas de fusão de dados com fotografias aéreas pancromáticas coloridas. Figura 5.26.: Imagem do Sistema de Reconhecimento Aéreo- Modo infravermelho 900nm Sistema montado em avião. As imagens obtidas pelo sistema no modo infravermelho 720nm (Figura 5.27) apresentaram contrastes marcados entre água e vegetação, embora as respostas espectrais do solo não apresentaram o mesmo grau de separação quando comparadas -181- com as imagens obtidas em 900nm, aparecendo com tonalidades de cinzas similares à vegetação. Figura 5.27.: Imagem do Sistema de Reconhecimento Aéreo - Modo infravermelho 720nm Sistema montado em avião. Finalmente, as imagens obtidas nesta fase prévia da pesquisa no modo visível colorido (~400nm a ~700nm), permitiu registrar e avaliar elementos do terreno aplicando critérios convencionais de fotointerpretação, aumentando a consistência temática da imagem a partir da incorporação da variável cor (Figura 5.28). Pelo fato que o sistema foi ensaiado em áreas com predomínio de solos vermelhos, as respostas espectrais dos elementos da paisagem permitiram diferenciar áreas de solo exposto, áreas de cultivos, áreas edificadas e outras de interesse na análise ambiental. Figura 5.28.: Imagem do Sistema de Reconhecimento Aéreo- Modo visível cor Sistema montado em avião. 5.1.4.3. Imagens para observação estereoscópica Durante o desenvolvimento da técnica de reconhecimento verificou-se que a disponibilidade de pares de imagens permitiu alcançar a visão estereoscópica do terreno em infravermelho e em visível. Esta capacidade das imagens do sistema de reconhecimento foi uma alternativa adequada para ser aplicada em estudos ambientais, orientando seus usos potenciais à avaliação qualitativa e à determinação de corpos de água ou áreas com umidade superficial. -182- Considerando a velocidade variável dos vetores utilizados para seqüências de imagens obtidas a cada 1s, as bases aerofotográficas oscilaram entre 10m e 70m aproximadamente. Em função das características métricas do sistema, os valores de bases aerofotográficas citados asseguraram recobrimentos longitudinais mínimos de 60%. Com a finalidade de apresentar as aplicações potenciais do sistema, apresentam-se alguns exemplos de seqüências estereoscópicas obtidas em diferentes fases da investigação. Na Figura 5.29 superior, mostram-se resultados obtidos durante levantamentos aéreos experimentais a aproximadamente 600m de altura; apreciam-se elementos característicos do terreno com suas identidades espectrais definidas, tal como depressões ocupadas por corpos de água que aparecem em cinzas escuros (A); espécies arbóreas em diferentes tonalidades de cinzas claros (B) e um setor mais elevado (C), com predomínio de vegetação herbácea em cinzas médios. Na Figura 5.29 inferior, também se apreciam elementos característicos de áreas construídas, tal como áreas pavimentadas em cinzas escuros (D) e tetos com alta refletância (E). A A B A B C D E D Figura 5.29.: Pares estereoscópicos de imagens infravermelho 900nm Obtidas pelo Sistema de Reconhecimento Aéreo – sistema montado em helicóptero (Hv600m) Imagens obtidas em Junho de 2002 – Governador Celso Ramos (SC), Brasil Na Figura 5.30, mostram-se resultados obtidos operando na modalidade 720nm. Os pares de imagens mostram, no caso superior, parcela com árvores de frutas (A), as quais -183- aparecem escuras e de baixa rugosidade, circundadas por reflorestamentos (B), de textura rugosa e formado por espécies arbóreas de maior porte. No caso inferior, aparecem parcelas destinadas a aqüicultura, diferenciando-se os terrenos alagados (C) dos secos (D); observam-se caminhos internos elevados para serviço (E). B A B D E C E D D Figura 5.30.: Pares estereoscópicos de imagens infravermelho 720nm Obtidas pelo Sistema de Reconhecimento Aéreo – sistema montado em helicóptero (Hv600m) Imagens obtidas em Junho de 2002 – Araquari (SC), Brasil. A modalidade de observação estereoscópica se aplicou no reconhecimento do terreno para a avaliação qualitativa de áreas com solo exposto e de áreas afetadas pela saída de esgotos e construção de canais, permitindo aumentar o conhecimento da área. No primeiro caso (Figura 5.31 superior), a presença de setores com solo exposto foi evidenciada devido ao marcado contraste entre a vegetação, com predomínio de exemplares adultos de Avicennia (A), que aparece com tonalidades claras, e a água presente no terreno alagado, dominantemente escura (B). Para o caso de áreas afetadas pela saída de esgotos e construção de canais, na Figura 5.31 inferior apresenta-se um caso típico de intervenção antrópica dentro do manguezal: a abertura de canais para evacuação de águas pluviais. Trata-se de um canal (C), de aproximadamente 150m de comprimento por 20m de largura, que foi aberto no manguezal para dar saída para os excedentes pluviais do bairro Santa Mônica. O canal atravessa inicialmente uma área periférica coberta por Laguncularia, de menor altura e resposta espectral mais elevada (D), passando posteriormente por uma área onde predominam exemplares jovens (E) e adultos (F) de Avicennia. -184- O vetor utilizado para montar o sistema foi helicóptero, com o qual foi sobrevooada a área a aproximadamente 150m de altura, a velocidades variáveis entre 0km/h e 60km/H. Esta característica técnica do vôo por helicóptero permitiu aumentar a nitidez das imagens, por minimizar o deslocamento durante a operação de obtenção da imagem. As vibrações do mesmo não foram significativas de modo que a resolução ou funcionamento do sistema estivesse funcionalmente comprometido, embora a deriva da linha de vôo foi uma situação que precisou ser controlada permanentemente, não sempre com resultados satisfatórios. A A B E D F E F C Figura 5.31.: Pares estereoscópicos de imagens infravermelho 900nm em área de estudo Obtidas pelo Sistema de Reconhecimento Aéreo – sistema montado em helicóptero (Hv150m) Imagens obtidas em Junho de 2002 – Manguezal do Itacorubi (SC), Brasil. A modalidade de reconhecimento vertical no espectro visível também foi aplicada. Na Figura 5.32., Mostram-se resultados de seqüências estereoscópicas obtidas neste modo com o sistema de reconhecimento funcionando a aproximadamente 350m de altura; no primeiro caso destacam-se as parcelas de cultivos onde se implementaram técnicas de conservação (A), e um caminho secundário limitado por árvores (B). No segundo caso, aparece a faixa de uso restringido (C) de uma linha de alta tensão, cuja torre se observa em (D). O predomínio de solos vermelhos, em vários casos sem cobertura vegetal, apresentam problemas de erosão pluvial, como se evidencia em (E). No terceiro caso se observa uma plantação de palmitos (F); por último, no quarto caso, aparecem árvores de frutas (G) junto a uma plantação de eucaliptos em regeneração (H), entre os quais se encontram exemplares altos (I) e caminhos internos para saída da produção (J). -185- A B D E C E F H J I G Figura 5.32.: Pares estereoscópicos de imagens espectro visível Obtidas pelo Sistema de Reconhecimento Aéreo – sistema montado em helicóptero (Hv350m) Imagens obtidas em Junho de 2002 – Londrina (PR) e Assis (SP), Brasil. 5.1.4.4. Seqüências lineares de imagens Outro resultado derivado da aplicação do sistema de reconhecimento foram as seqüências lineares de imagens. As mesmas foram obtidas por pós-processamento das imagens individuais mediante um programa para manejo de arquivos gráficos. Nas Figuras 5.33. e 5.34. apresentam-se duas seqüências lineares obtidas desde helicóptero, utilizando as modalidades infravermelho 900nm no primeiro caso e visível no segundo. -186- Durante o levantamento, que foi realizado entre 350m e 500m de altura, teve-se influência de ventos laterais, o qual está evidenciado pela deriva manifesta na seqüência de imagens. As larguras das faixas foram aproximadamente 180m no primeiro caso e aproximadamente 250m no segundo. As imagens obtidas apresentaram homogeneidade nas respostas espectrais dos elementos do terreno, não tendo-se aplicado correções de histogramas às mesmas antes de sua união. A utilidade deste tipo de imagens obtidas por meio do sistema montado em helicóptero está orientada à avaliação de faixas vinculadas a áreas de preservação permanente ou com restrições de uso, tal como mata ciliar em cursos e corpos de água, observação de áreas de influência direta ou corredores de linhas de alta tensão. Figura 5.33.: Seqüência linear de imagens infravermelhas 900nm Obtidas pelo Sistema de Reconhecimento Aéreo – sistema montado em helicóptero (Hv350m) Imagens obtidas em Junho de 2002 – Londrina (PR) e Assis (SP), Brasil. Sentido de varredura de esquerda para direita. Figura 5.34.: Seqüência linear de imagens visíveis Obtidas pelo Sistema de Reconhecimento Aéreo – sistema montado em helicóptero (Hv500m) Imagens obtidas em Junho de 2002 – Assis (SP), Brasil. Sentido de varredura de esquerda a direita. 5.1.4.5. Imagens falsa cor Obtiveram-se imagens em falsa cor, compostas por imagens infravermelho 900nm no canal vermelho, canal vermelho das imagens de fotografias aéreas no canal verde e canal verde das imagens de fotografias aéreas no canal azul. Estes subprodutos se -187- produziram com a finalidade de ensaiar a capacidade do sistema de reconhecimento para originar este tipo de imagens, bem como para incrementar a observação e conhecimento ambiental da área por meio de outras alternativas que utilizaram dados multiespectrais. Os resultados obtidos são apresentados na Figura 5.35. A técnica foi aplicada nos seis setores onde se aplicou fusão de dados. Nestes resultados, é de particular interesse o aspecto que apresenta a vegetação (em tonalidades vermelhas), evidenciada desta forma a partir da atribuição da imagem infravermelha ao canal vermelho das imagens resultantes. Área 1 Área 2 Área 3 Área 4 Área 5 Área 6 Figura 5.35.: Imagens falsa cor das áreas analisadas R= Imagem infravermelho 900nm; G= Canal vermelho fotografia aérea; B= Canal verde fotografia aérea 5.1.4.6. Classificações do SE O estudo do funcionamento do SE, particularmente durante os processos de feedback para estruturação das redes de decisão, permitiram obter resultados intermediários como a classificação de áreas cobertas por mangues com solos expostos segundo altimetria e a seqüência de inundação por marés da área estudada. Por meio destes resultados foi possível entender a mecânica de funcionamento para otimizar as classificações assistidas pelo SE. Os resultados obtidos foram considerados como intermédios dentro de um esquema de trabalho que esteve orientado a obter produtos definidos. Não obstante, deve-se salientar que as imagens temáticas obtidas -188- são uma contribuição direta para dar consistência à base formal de conhecimentos da área, as quais poderão ser utilizadas em outras pesquisas associadas ao manguezal do Itacorubi. Obtiveram-se três seqüências de resultados derivados dos processos de feedback do SE: classificação de áreas efetivamente cobertas por mangues considerando camadas hipsométricas (Gráfico 5.12), classificação de áreas com solos expostos também considerando capa hipsométricas (Gráfico 5.13) e seqüência de inundação do manguezal durante variação de marés (Gráfico 5.14) sem influência de maré meteorológica. Para o caso de distribuição planialtimétrica de mangues, os resultados obtidos pelo SE permitiram calcular a curva faixa hipsométrica – área coberta por mangues (Quadro 5.2), resultado que pode considerar-se relevante nas atividades de monitoramento ambiental da área estudada, já que vários processos de degradação detectados por sensoriamento remoto têm vínculo direto com a localização altimétrica do elemento analisado, particularmente quando se trata de acumulação de sedimentos ou entrada e saída da água salgada proveniente do mar. 2.20 2.00 Faixa hipsométrica (m) 1.80 0.0m – 0.2m 0.2m – 0.4m 0.4m – 0.6m 0.6m – 0.8m 0.8m – 1.0m 1.0m – 2.0m 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 125000 150000 175000 200000 225000 250000 275000 Área coberta por mangues (m²) Quadro 5.2.: Curva faixa hipsométrica – área coberta por mangues 130519m2 184886m2 221025m2 234742m2 2 242823m 258004m2 -189- Gráfico 5.12.: Classificação por Sistema Experto das áreas com mangues considerando faixas hipsométricas -190- Gráfico 5.13.: Classificação por Sistema Experto das áreas com solos expostos considerando faixas hipsométricas -191- Gráfico 5.14.: Classificação por Sistema Experto da seqüência de inundação do manguezal considerando faixas hipsométricas -192- A classificação de áreas com solos expostos por faixas hipsométricas teve resultados e aplicações análogas. Na rede de decisões que se utilizou para a estruturação da base de conhecimentos foram consideradas as classes solos secos e solos úmidos em concordância com os critérios anteriormente indicados, de modo que a classificação nestas duas classes se obteve sobre a base de uma relação direta com a resposta espectral dominante nas imagens utilizadas, convergente com a situação média da área analisada. Finalmente, foi obtida a seqüência de inundação do manguezal durante variação de marés. Analogamente aos casos anteriores, demonstrou-se que a estruturação e feedback de uma base de conhecimentos destinada à elaboração de uma rede de decisões, pode contribuir com dados para o conhecimento formal da área estudada, neste caso particular, para analisar processos vinculados à dinâmica hídrica do setor. –— -193- CAPÍTULO 6 CONCLUSÕES RESUMO DO CAPÍTULO 6 Apresentam-se as conclusões gerais, entre as quais ressaltam-se as relacionadas com o método desenvolvido, o qual apresentou-se como uma alternativa para a consolidação da base técnicocientífica de um plano de gestão costeira da área estudada. Entre as conclusões específicas, tratou-se o problema da falta de informação técnica, a aptidão de sistemas não convencionais de reconhecimento em tarefas e avaliação e monitoramento ambiental, a adequação de técnicas de fusão de dados, as alternativas de recuperação de áreas degradadas, a avaliação de problemas ambientais concretos e as contribuições do método. 6.1. CONCLUSÕES GERAIS As conclusões gerais da investigação desenvolvida estão vinculadas à primeira hipótese. Na mesma foi colocado que a aplicação de um SEAD estruturado a partir de um SIG apoiado em Cadastro Multifinalitário, sensoriamento remoto e medições de campo, em SE apoiado em redes de decisão e em programas específicos para modelagem de situações pontuais, permitiria aumentar os conhecimentos formais que integram a base técnico-científica de um plano de gestão costeira, apoiando objetivamente à tomada de decisões vinculadas à recuperação de áreas litorâneas vinculadas a formações fluviomarítimas. Desenvolveu-se o método apresentado como uma alternativa para a consolidação da base técnico-científica de um plano de gestão costeira da área estudada, utilizando-se SIG como técnica central destinada a vincular no SEAD as variáveis ambientais representativas da dinâmica do setor. Em concordância com as indicações citadas de LOWRY ET AL. (1999), BURBRIDGE (1997) e MAKOLOWENKA & SHURCLIFF (1997) no que diz respeito à qualidade da análise temática, à transparência das decisões, ao conhecimento da mecânica dos fenômenos analisados e à importância dos recursos humanos participantes, constatou-se por meio da seqüência de atividades aplicada que estes critérios estiveram presentes de forma progressiva na medida que se evoluía na -194- estruturação da pesquisa. Durante o desenvolvimento da investigação realizaram-se atividades vinculadas a estes conceitos, e conseqüentemente a medida que aumentava a visão holística da área apoiada em determinações e quantificações objetivas, incrementava-se também a consistência dos resultados e decisões tomadas para dar continuidade à investigação. Percebeu-se que, no período de desenvolvimento da pesquisa, a inserção do geoprocessamento como técnica de apoio à decisão ganhou espaço efetivo dentro dos âmbitos específicos de manejo de áreas costeiras. Mesmo considerando o citado aumento no que diz respeito ao uso do geoprocessamento, destaca-se que a disponibilidade de recursos humanos para manejar e administrar tecnicamente sistemas de apoio à decisão não acompanha aquele incremento. Este fato evidenciou-se particularmente na hora de efetuar solicitações de dados e informações em mídia digital visando sua incorporação ao SIG. Teve-se o reconhecimento de usuários diretos no que diz respeito à necessidade de contar com sistemas apoiados na espacialização geográfica dos elementos considerados, tendência que manifesta uma linha de consolidação marcada nos últimos anos. 6.2. CONCLUSÕES ESPECÍFICAS As conclusões particulares estiveram vinculadas à segunda hipótese exposta. Na mesma indicou-se que, em processos de monitoramento ambiental de áreas litorâneas, a aplicação de técnicas de obtenção de imagens apoiadas em sistemas digitais multiespectrais de reconhecimento podem prover apoio técnico para obter dados temáticos compatíveis com esses processos, suprindo a falta de qualidade métrica por meio de técnicas de fusão de dados obtidos a partir de fotografias aéreas convencionais. 6.2.1. Geração de informação técnica Foi demonstrado que a gestão de determinadas situações ambientais do manguezal do Itacorubi, vinculadas à solução de problemas de geração e disponibilização de informação espacializada visando a gestão de áreas costeiras pode ser alcançada a partir da aplicação de um SEAD, apoiado no SIG, rede de decisões dependente de SE, sensoriamento remoto e outras técnicas de apoio à decisão. Verificou-se que a utilização de conhecimentos informais sobre a área de estudo vinculada a atividades de monitoramento ambiental foi um fato repetido; em -195- conseqüência entende-se que o aporte metodológico desta pesquisa contribuiu para atingir a objetividade necessária em esse tipo de tarefas. Como foi citado, durante o desenvolvimento da investigação, apresentaram-se conhecimentos informais da área por parte de informantes que se deveriam considerar como qualificados, tais como integrantes de instituições de investigação, profissionais, funcionários de órgãos públicos e moradores. Embora estes conhecimentos informais têm uma certa coerência temática e foram incorporados ao universo de informação da área, consideraram-se originados por uma estrutura pseudo-técnica carente de avaliações qualitativas e quantitativas retransmitidos entre os usuários tanto em forma verbal como em forma de relatórios escritos, geralmente emitidos por autoridade não competente. Tal foi o caso de afirmações recolhidas durante o desenvolvimento do trabalho, tais como “a maior contaminação do manguezal do Itacorubi é produzida pelo Bairro Santa Mônica”, “a morte expressiva de peixes registrada nos cursos principais do manguezal do Itacorubi é produzida pela contaminação da água” ou “a desativação do depósito de lixo municipal e sua conversão a central de transferência solucionou o problema de contaminação das águas superficiais e subterrâneas que fluem ao manguezal do Itacorubi”. Em todos os casos, o desenvolvimento e a aplicação de um SEAD neste trabalho supriu tanto a falta de informação cientifica e tecnicamente apoiada, como também contribuiu com elementos formais destinados a rejeitar ou hierarquizar tecnicamente os conhecimentos informais da área, por meio da avaliação qualitativa e quantitativa apoiada no SIG. Dessa forma, conclui-se que, acompanhada de vontade políticoadministrativa definida nesse sentido, a falta de informação técnica destinada a um plano de gestão costeira pode ser coberta a partir da aplicação de um SEAD. Considerando a flexibilidade operativa do SEAD, os resultados obtidos serviram efetivamente como dados de entrada nos outros processos que foram iniciados utilizando os núcleos operativos do SEAD, resgatando o valor agregado dos dados e possibilitando a otimização das relações beneficio/custo no plano de pesquisa. 6.2.2. Sistemas não convencionais de reconhecimento Otimizaram-se os processos de obtenção de dados destinados à gestão territorial para elaborar modelos matriciais contínuos e temáticos atualizados da área de estudo por meio do desenvolvimento e aplicação de um sistema de registro digital de imagens com capacidade de obter vistas em diferentes setores do espectro eletromagnético. -196- Independentemente da qualidade métrica e temática obtida para as imagens, a qual pode ser superada, demonstrou-se a existência de técnicas que permitiram elaborar respostas e implementar procedimentos viáveis que solucionaram os problemas de aquisição, manejo, armazenamento e distribuição deste tipo de produtos destinados à avaliação e monitoramento ambiental. Destaca-se a independência tecnológica e funcional do sistema desenvolvido, custo reduzido e possibilidades concretas de expansão e otimização técnica. O sistema apresentou-se como complemento temático e alternativa economicamente viável quando comparadas com as atividades de avaliação ambiental, e não como substituto técnico de sistemas que, na atualidade, apresentam expressivo grau de desenvolvimento, especialmente na obtenção de imagens no espectro visível. 6.2.3. Adequação de técnicas de fusão de dados Por meio da aplicação dos produtos obtidos aplicando técnicas de geoprocessamento, comprovou-se que a fusão de dados da área estudada provenientes dos modelos matriciais contínuos gerados pelo sistema de captura de imagens desenvolvido e outros produtos do sensoriamento remoto, otimizaram as qualidades temáticas das variáveis incorporadas como elementos de decisão dentro do SEAD. A aplicação de processos de fusão de dados utilizando imagens para a avaliação e monitoramento ambiental de áreas fluviomarítimas são técnicas adequadas que otimizaram a análise visual e assistida de elementos neste tipo de terreno, considerando o incremento do poder discriminante das imagens finais a partir da fusão de fotografias aéreas pancromáticas coloridas e imagens digitais, que para esta investigação, foram obtidas por meio de um sistema de reconhecimento específico no comprimento de onda de 900nm. Mesmo que a extração de informação relevante das imagens obtidas por fusão de dados estará relacionada com o treinamento e conhecimentos prévios do intérprete, a inclusão de imagens do sistema de reconhecimento desenvolvido com respostas espectrais de elementos do terreno invisíveis ao olho humano, junto com as características convencionais de resolução e cromatismo das fotografias aéreas, foi uma contribuição concreta aos processos de síntese de informação vinculado ao incremento da capacidade analítica de interpretação visual e assistida que se aplica atualmente na análise do meio ambiente. -197- 6.2.4. Alternativas para recuperação de áreas degradadas Por meio do SEAD foram elaboradas propostas técnicas orientadas à recuperação na área de estudo de áreas antes ocupadas por mangues, mensurando as funções e ocupação do solo com alternativas para estabilizar e reverter a tendência de ocupação da área de preservação permanente. Observando-se dia a dia a persistência e aparição de problemas ambientais na área estudada do manguezal do Itacorubi, enfatiza-se o ponto inicialmente citado com relação a que este trabalho poderia contribuir com elementos metodológicos significativos por meio de alternativas de recuperação das áreas degradadas servindo como base para orientar as ações de um plano de gestão, além de adicionar conhecimento científico não exaustivo relativo aos processos ambientais que se desenvolvem na área. Recomenda-se que as tarefas futuras estejam caracterizadas por três linhas de trabalho: otimização das características técnicas do sistema de reconhecimento no que diz respeito à sua resolução espacial, continuidade espaço-temporal do monitoramento e inserção do método no âmbito de decisão política-administrativa vinculada ao manejo do Parque Manguezal do Itacorubi. 6.2.5. Avaliação de problemas ambientais concretos Verificou-se por meio do SEAD que na degradação atual da cobertura vegetal nativa de alguns setores do manguezal estudado participam conjuntamente fatores antrópicos e naturais, tendo sido alguns deles identificados, localizados e mensurados. Ensaiaram-se soluções de problemas concretos entendidos do ponto de vista das conseqüências percebidas, embora, pelo alcance do trabalho, desconsiderou-se o componente causal do problema. Verificou-se o critério que indica que a simples aplicação de qualquer solução técnica separada dos âmbitos com os quais se relaciona, não terá capacidade para executar ações corretivas ou preventivas de forma efetiva. Durante o desenvolvimento do trabalho, e com relação à avaliação de problemas ambientais definidos, manteve-se a posição citada, pela qual toda conclusão obtida estaria marcada por sua aplicabilidade concreta e eficiente quando se consideraram tais problemas vinculados à gestão territorial. Tentou-se minimizar a subjetividade na interpretação dos resultados, especialmente na hora de avaliar situações ambientais do tipo causa-efeito, fato que freqüentemente abunda em trabalhos associados à avaliação de problemas ambientais concretos. -198- 6.2.6. Contribuições do método Demonstrou-se a viabilidade de aplicação de um sistema para a gestão de uma área de transição fluviomarítima fundamentado em um Sistema Espacializado de Apoio à Decisão integrado pelo SIG, SE, programas específicos e dados de sensoriamento remoto a partir da integração de técnicas de geoprocessamento e outros componentes funcionais. A aplicação do método possibilitou a geração efetiva de resultados oferecendo alternativas aplicáveis para avaliação, monitoramento e recuperação da área degradada no manguezal do Itacorubi. A estruturação do método estabeleceu que mediante a aplicação da seqüência de procedimentos estudada foi possível aumentar objetivamente o domínio formal da base de conhecimentos técnicos em um plano de gestão costeira, considerando que os mesmos foram produzidos em diferentes escalas e com diferentes densidades de informação. Embora seja possível aumentar esse domínio formal da base de conhecimentos aplicando técnicas de processamento e fontes de dados diferentes aos apresentados, ressalta-se que a seqüência aqui estudada e aplicada respondeu a uma alternativa metodológica de estruturação apoiada no geoprocessamento, da qual encontraram-se reduzidos exemplos no âmbito de intercâmbio acadêmico e tecnológico no qual desenvolveu-se a investigação. A critério do autor, neste ponto encontra-se a principal e consistente contribuição desta investigação ao universo dos especialistas em áreas costeiras em modo particular, e aos investigadores relacionados às Geociências, de modo geral. Ressalta-se que o método se caracterizou pela aplicação de avaliações e comprovações suscetíveis de ser contrastadas por métodos matemáticos ou estatísticos, o qual apoia a determinação objetiva dos resultados. Finalmente, entende-se que as futuras linhas de pesquisa relacionadas aos planos de gestão costeira em áreas de transição fluviomarítima deveriam centrar seus esforços operativos salientando a necessidade e os benefícios de contar com técnicas que gerem informação de qualidade compatível com a realidade analisada, desconsiderando tanto as contribuições informais e subjetivas de informação errônea como os critérios generalizados sem fundamento técnico-científico comprovado, situações freqüentemente encontradas nas mais diversas esferas de planejamento, gestão e formação de recursos humanos da América do Sul. –— -199- BIBLIOGRAFIA 1) ALBERS, C. Planificación comunal en el Alto Valle de Río Negro y Neuquén, Argentina. 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Charset = 0 Weight = 400 Underline = 0 'False Italic = 0 'False Strikethrough = 0 'False EndProperty Height = 330 Left = 435 TabIndex = 2 Top = 720 Width = 1005 End Begin VB.Label Label4 Caption = "N=" BeginProperty Font Name = "MS Sans Serif" Size = 8.25 Charset = 0 Weight = 400 Underline = 0 'False Italic = 0 'False Strikethrough = 0 'False EndProperty Height = 330 Left = 135 TabIndex = 1 Top = 720 Width = 210 End End End Attribute VB_Name = "Form1" Attribute VB_GlobalNameSpace = False Attribute VB_Creatable = False Attribute VB_PredeclaredId = True Attribute VB_Exposed = False ' DECLARACION DE VARIABLES PUBLICAS Public Sup, Densidade_Mangles, Diponibilidade_Plantas, Custo_1000Plantas, Operarios_Disponiveis, Rendimiento_Operarios, Custo_Operario, Data_Inicio Public Data_Finalizacao, Data_Finalizacao_Tolerancia Public T_Plantas, T_Custo_Plantas, T_Custo_Operarios, T_Custo_Projeto Public T_Tempo_Operarios, T_Tempo_Projeto Public Total_SQL_Area, Total_SQL_Gap Private Sub Command1_Click() On Error GoTo Fin Frame2.Caption = "Tabela SIG" Data1.Recordset.Edit ' MUESTRA LOS OBJETOS OCULTOS CON VALORES DE LOS CAMPOS Text1.Visible = True Text2.Visible = True Text3.Visible = True Text4.Visible = True Text5.Visible = True Text6.Visible = True Text7.Visible = True Label8.Visible = True Label9.Visible = True Label10.Visible = True Label11.Visible = True Label12.Visible = True Label13.Visible = True Label14.Visible = True Label15.Visible = True Label16.Visible = True Label17.Visible = True Label18.Visible = True Label19.Visible = True Frame2.Enabled = True Frame3.Enabled = True Command1.Enabled = True Command2.Enabled = True Command3.Enabled = True Command4.Enabled = True Command5.Enabled = True ' COLOCA MASCARAS DE TEXTO EN LOS CAMPOS DE LAS BASES Label8.Caption = "Densidade mangles(ind/ha):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Disponibilidade das plantas (dias):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Custo das plantas (R$/1000u):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Operarios disponíveis (u):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Rendimento operarios (plantas/dia):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Custo operativo/operário/mês (R$/op/mês):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Data início (mm/dd/aa):" Label9.Caption = "Total de plantas:" & Chr$(13) & "Custo das plantas (R$):" & Chr$(13) & "Custo operários (R$)" & Chr$(13) & "Custo parcial (R$):" & Chr$(13) & "Custo total (R$):" Label10.Caption = "Trabalho operários (dias):" & Chr$(13) & "Prazo total do projeto (dias):" & Chr$(13) & "Data estimada de finalização:" & Chr$(13) & "Data limite:" ' ASIGNA A LAS VARIABLES PUBLICAS LOS VALORES DE LOS CAMPOS DE LA BASE Sup = Val(Label3.Caption) Densidade_Mangles = Val(Text1.Text) Diponibilidade_Plantas = Val(Text3.Text) Custo_1000Plantas = Val(Text4.Text) -213- Operarios_Disponiveis = Val(Text5.Text) Rendimiento_Operarios = Val(Text6.Text): If Rendimiento_Operarios = 0 Then Rendimiento_Operarios = 1 Else Rendimiento_Operarios = Rendimiento_Operarios Custo_Operario = Val(Text7.Text) Data_Inicio = Text2.Text ' CALCULA LOS NUEVOS VALORES A PARTIR DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE MousePointer = 11 T_Plantas = ((Sup / 10000) * Densidade_Mangles) + (0.1 * ((Sup / 10000) * Densidade_Mangles)) T_Custo_Plantas = (Custo_1000Plantas / 1000) * (Int(T_Plantas) + 1) If Rendimiento_Operarios = 0 Then Rendimiento_Operarios = 1 Else Rendimiento_Operarios = Rendimiento_Operarios T_Tempo_Operarios = Int((Int(T_Plantas) + 1) / (Rendimiento_Operarios * Operarios_Disponiveis)) + 1 T_Custo_Operarios = Operarios_Disponiveis * T_Tempo_Operarios * (Custo_Operario / 30) T_Custo_Projeto = T_Custo_Plantas + T_Custo_Operarios T_Tempo_Projeto = Diponibilidade_Plantas + (T_Tempo_Operarios) Data_Finalizacao = DateAdd("w", T_Tempo_Projeto, Data_Inicio) Tolerancia = Int(0.1 * Val(T_Tempo_Operarios)) Data_Finalizacao_Tolerancia = DateAdd("w", Tolerancia, Data_Finalizacao) ' ASIGNA LOS NUEVOS VALORES EN LA TABELA Label11.Caption = Int(T_Plantas) + 1 Label13.Caption = Int(T_Custo_Plantas) Label14.Caption = Int(T_Custo_Operarios) Label12.Caption = Int(T_Custo_Projeto) Label18.Caption = Int(T_Tempo_Operarios) Label16.Caption = Int(T_Tempo_Projeto) Label15.Caption = Format(Data_Finalizacao, "mm/dd/yy") Label17.Caption = Format(Data_Finalizacao_Tolerancia, "mm/dd/yy") Label19.Caption = Int(T_Custo_Projeto) Fin: MousePointer = 0 End Sub Private Sub Command2_Click() On Error GoTo Fin ' FINALIZA LA EJECUCION DEL PROGRAMA Fin: MousePointer = 0 End End Sub Private Sub Command3_Click() On Error GoTo Fin ' OCULTA OBJETOS EN LA PANTALLA INICIAL Text1.Visible = False Text2.Visible = False Text3.Visible = False Text4.Visible = False Text5.Visible = False Text6.Visible = False Text7.Visible = False Label8.Visible = False Label9.Visible = False Label10.Visible = False Label11.Visible = False Label12.Visible = False Label13.Visible = False Label14.Visible = False Label15.Visible = False Label16.Visible = False Label17.Visible = False Label18.Visible = False Label19.Visible = False Frame2.Enabled = False Frame3.Enabled = False Command1.Enabled = False Command2.Enabled = False Command3.Enabled = False Command4.Enabled = False Command5.Enabled = False ' ESTABLECE EL CRITERIO SQL POR ÁREA Mensaje = Chr$(13) & Chr$(13) & Chr$(13) & Chr$(13) & Chr$(13) & "SELECT * FROM Base WHERE Superficie >=" Título = "SQL por área" ValorPred = "0" Filtro = InputBox(Mensaje, Título, ValorPred, Form1.Left + 1250, Form1.Top + 2700) 'APLICA EL CRITERIO SQL Y REFRESCA LA TABELA Frame2.Caption = "Consulta SQL" Data1.Recordset.MoveFirst criterio$ = "SELECT * FROM Base WHERE Superficie >=" & Str(Filtro) Data1.RecordSource = criterio$ Data1.Refresh SQL ' RECALCULA LOS VALORES Y GRABA LOS NUEVOS EN LA TABELA POR CICLO DO WHILE LOOP MousePointer = 11 Do While Not Data1.Recordset.EOF Sup = Val(Label3.Caption) T_Plantas = ((Sup / 10000) * Densidade_Mangles) + (0.1 * ((Sup / 10000) * Densidade_Mangles)) T_Custo_Plantas = (Custo_1000Plantas / 1000) * (Int(T_Plantas) + 1) If Rendimiento_Operarios = 0 Then Rendimiento_Operarios = 1 Else Rendimiento_Operarios = Rendimiento_Operarios T_Tempo_Operarios = Int((Int(T_Plantas) + 1) / (Rendimiento_Operarios * Operarios_Disponiveis)) + 1 T_Custo_Operarios = Operarios_Disponiveis * T_Tempo_Operarios * (Custo_Operario / 30) T_Custo_Projeto = T_Custo_Plantas + T_Custo_Operarios T_Tempo_Projeto = Diponibilidade_Plantas + (T_Tempo_Operarios) Data_Finalizacao = DateAdd("w", T_Tempo_Projeto, Data_Inicio) Tolerancia = Int(0.1 * Val(T_Tempo_Operarios)) Data_Finalizacao_Tolerancia = DateAdd("w", Tolerancia, Data_Finalizacao) ' ASIGNA LOS NUEVOS VALORES EN LA TABELA Text1.Text = Val(Densidade_Mangles) Text3.Text = Val(Diponibilidade_Plantas) Text4.Text = Val(Custo_1000Plantas) Text5.Text = Val(Operarios_Disponiveis) Text6.Text = Val(Rendimiento_Operarios) Text7.Text = Val(Custo_Operario) Text2.Text = Data_Inicio Label11.Caption = Int(T_Plantas) + 1 Label13.Caption = Int(T_Custo_Plantas) Label14.Caption = Int(T_Custo_Operarios) Label12.Caption = Int(T_Custo_Projeto) Label18.Caption = Int(T_Tempo_Operarios) Label16.Caption = Int(T_Tempo_Projeto) Label15.Caption = Format(Data_Finalizacao, "mm/dd/yy") Label17.Caption = Format(Data_Finalizacao_Tolerancia, "mm/dd/yy") Data1.Recordset.MoveNext Loop Total_SQL_Area = 0 Data1.Recordset.MoveFirst Do While Not Data1.Recordset.EOF Total_SQL_Area = Int(Label12.Caption) + Total_SQL_Area Data1.Recordset.MoveNext Loop Data1.Recordset.MoveFirst Do While Not Data1.Recordset.EOF Label19.Caption = Int(Total_SQL_Area) Data1.Recordset.MoveNext Loop Fin: 'ORDENA LA BASE POR SUPERFICIE, DE MENOR A MAYOR MousePointer = 0 Data1.Recordset.MoveFirst Data1.RecordSource = "SELECT * FROM Base ORDER BY Superficie" Data1.Refresh End Sub Private Sub Command4_Click() On Error GoTo Fin ' OCULTA OBJETOS EN LA PANTALLA INICIAL Text1.Visible = False Text2.Visible = False Text3.Visible = False Text4.Visible = False Text5.Visible = False Text6.Visible = False Text7.Visible = False Label8.Visible = False Label9.Visible = False Label10.Visible = False Label11.Visible = False Label12.Visible = False Label13.Visible = False Label14.Visible = False Label15.Visible = False Label16.Visible = False Label17.Visible = False Label18.Visible = False Label19.Visible = False Frame2.Enabled = False Frame3.Enabled = False Command1.Enabled = False Command2.Enabled = False Command3.Enabled = False Command4.Enabled = False Command5.Enabled = False ' ESTABLECE EL CRITERIO SQL POR TIPO DE GAP Mensaje = Chr$(13) & Chr$(13) & Chr$(13) & Chr$(13) & Chr$(13) & "SELECT * FROM Base WHERE Descr LIKE '*<Gap>*'" Título = "SQL por gap" ValorPred = "<Gap>" Filtro = InputBox(Mensaje, Título, ValorPred, Form1.Left + 1250, Form1.Top + 2700) Filtrotxt = "'*" + Filtro + "*'" 'APLICA EL CRITERIO SQL Y REFRESCA LA TABELA Frame2.Caption = "Consulta SQL" Data1.Recordset.MoveFirst criterio$ = "SELECT * FROM Base WHERE Descr LIKE " & Filtrotxt Data1.RecordSource = criterio$ Data1.Refresh ' RECALCULA LOS VALORES Y GRABA LOS NUEVOS EN LA TABELA POR CICLO DO WHILE LOOP MousePointer = 11 Do While Not Data1.Recordset.EOF Sup = Val(Label3.Caption) T_Plantas = ((Sup / 10000) * Densidade_Mangles) + (0.1 * ((Sup / 10000) * Densidade_Mangles)) T_Custo_Plantas = (Custo_1000Plantas / 1000) * (Int(T_Plantas) + 1) -214- If Rendimiento_Operarios = 0 Then Rendimiento_Operarios = 1 Else Rendimiento_Operarios = Rendimiento_Operarios T_Tempo_Operarios = Int((Int(T_Plantas) + 1) / (Rendimiento_Operarios * Operarios_Disponiveis)) + 1 T_Custo_Operarios = Operarios_Disponiveis * T_Tempo_Operarios * (Custo_Operario / 30) T_Custo_Projeto = T_Custo_Plantas + T_Custo_Operarios T_Tempo_Projeto = Diponibilidade_Plantas + (T_Tempo_Operarios) Data_Finalizacao = DateAdd("w", T_Tempo_Projeto, Data_Inicio) Tolerancia = Int(0.1 * Val(T_Tempo_Operarios)) Data_Finalizacao_Tolerancia = DateAdd("w", Tolerancia, Data_Finalizacao) Label15.Visible = False Label16.Visible = False Label17.Visible = False Label18.Visible = False Label19.Visible = False Frame2.Enabled = False Frame3.Enabled = False Command1.Enabled = False Command2.Enabled = False Command3.Enabled = False Command4.Enabled = False Command5.Enabled = False ' ASIGNA LOS NUEVOS VALORES EN LA TABELA Text1.Text = Val(Densidade_Mangles) Text3.Text = Val(Diponibilidade_Plantas) Text4.Text = Val(Custo_1000Plantas) Text5.Text = Val(Operarios_Disponiveis) Text6.Text = Val(Rendimiento_Operarios) Text7.Text = Val(Custo_Operario) Text2.Text = Data_Inicio Label11.Caption = Int(T_Plantas) + 1 Label13.Caption = Int(T_Custo_Plantas) Label14.Caption = Int(T_Custo_Operarios) Label12.Caption = Int(T_Custo_Projeto) Label18.Caption = Int(T_Tempo_Operarios) Label16.Caption = Int(T_Tempo_Projeto) Label15.Caption = Format(Data_Finalizacao, "mm/dd/yy") Label17.Caption = Format(Data_Finalizacao_Tolerancia, "mm/dd/yy") Data1.Recordset.MoveNext Loop ' ASIGNA LOS NUEVOS VALORES EN LA TABELA Text1.Text = 0 Text3.Text = 0 Text4.Text = 0 Text5.Text = 0 Text6.Text = 0 Text7.Text = 0 Text2.Text = Format(Date$, "mm/dd/yy") Label11.Caption = 0 Label13.Caption = 0 Label14.Caption = 0 Label12.Caption = 0 Label18.Caption = 0 Label16.Caption = 0 Label15.Caption = Format(Date$, "mm/dd/yy") Label17.Caption = Format(Date$, "mm/dd/yy") Label19.Caption = 0 Data1.Recordset.MoveNext Loop Total_SQL_Gap = 0 Data1.Recordset.MoveFirst Do While Not Data1.Recordset.EOF Total_SQL_Gap = Int(Label12.Caption) + Total_SQL_Gap Data1.Recordset.MoveNext Loop Fin: 'ORDENA LA BASE POR SUPERFICIE, DE MENOR A MAYOR MousePointer = 0 Data1.Recordset.MoveFirst Data1.RecordSource = "SELECT * FROM Base ORDER BY Superficie" Data1.Refresh Data1.Recordset.MoveFirst Do While Not Data1.Recordset.EOF Label19.Caption = Int(Total_SQL_Gap) Data1.Recordset.MoveNext Loop Fin: 'ORDENA LA BASE POR SUPERFICIE, DE MENOR A MAYOR MousePointer = 0 Data1.Recordset.MoveFirst Data1.RecordSource = "SELECT * FROM Base ORDER BY Superficie" Data1.Refresh End Sub Private Sub Command5_Click() On Error GoTo Fin ' OCULTA OBJETOS EN LA PANTALLA INICIAL Text1.Visible = False Text2.Visible = False Text3.Visible = False Text4.Visible = False Text5.Visible = False Text6.Visible = False Text7.Visible = False Label8.Visible = False Label9.Visible = False Label10.Visible = False Label11.Visible = False Label12.Visible = False Label13.Visible = False Label14.Visible = False ' RECALCULA LOS VALORES Y GRABA LOS NUEVOS EN LA TABELA POR CICLO DO WHILE LOOP MousePointer = 11 Data1.Recordset.MoveFirst Do While Not Data1.Recordset.EOF End Sub Private Sub Data1_Reposition() On Error GoTo Fin Fin: End Sub Private Sub Data1_Validate(Action As Integer, Save As Integer) On Error GoTo Fin Command1.Enabled = True ' COLOCA MASCARAS DE TEXTO EN LOS CAMPOS DE LAS BASES Label8.Caption = "Densidade mangles(ind/ha):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Disponibilidade das plantas (dias):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Custo das plantas (R$/1000u):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Operarios disponíveis (u):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Rendimento operarios (plantas/dia):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Custo operativo/operário/mês (R$/op/mês):" & Chr$(13) & Chr$(13) & "Data início (mm/dd/aa):" Label9.Caption = "Total de plantas:" & Chr$(13) & "Custo das plantas (R$):" & Chr$(13) & "Custo operários (R$)" & Chr$(13) & "Custo parcial (R$):" & Chr$(13) & "Custo total (R$):" Label10.Caption = "Trabalho operários (dias):" & Chr$(13) & "Prazo de execução (dias):" & Chr$(13) & "Data estimada de finalização:" & Chr$(13) & "Data limite:" ' OCULTA LOS OBJETOS OCULTOS CON VALORES DE LOS CAMPOS Text1.Visible = True Text2.Visible = True Text3.Visible = True Text4.Visible = True Text5.Visible = True Text6.Visible = True Text7.Visible = True Label8.Visible = True Label9.Visible = True Label10.Visible = True Label11.Visible = True Label12.Visible = True Label13.Visible = True Label14.Visible = True Label15.Visible = True Label16.Visible = True Label17.Visible = True Label18.Visible = True Label19.Visible = True Frame2.Enabled = True Frame3.Enabled = True Command1.Enabled = True Command2.Enabled = True Command3.Enabled = False Command4.Enabled = False Command5.Enabled = False Fin: End Sub Private Sub Form_Load() 'ORDENA LA BASE POR SUPERFICIE, DE MENOR A MAYOR Data1.RecordSource = "SELECT * FROM Base ORDER BY Superficie" Data1.Refresh ' OCULTA OBJETOS EN LA PANTALLA INICIAL Text1.Visible = False Text2.Visible = False Text3.Visible = False Text4.Visible = False Text5.Visible = False Text6.Visible = False Text7.Visible = False Label8.Visible = False Label9.Visible = False Label10.Visible = False Label11.Visible = False Label12.Visible = False Label13.Visible = False Label14.Visible = False Label15.Visible = False Label16.Visible = False Label17.Visible = False Label18.Visible = False Label19.Visible = False Frame2.Enabled = False Frame3.Enabled = False Command1.Enabled = False Command2.Enabled = True Command3.Enabled = False Command4.Enabled = False Command5.Enabled = False ' ASIGNA A LAS VARIABLES PUBLICAS LOS VALORES DE LOS CAMPOS DE LA BASE Sup = Val(Label3.Caption) Densidade_Mangles = Val(Text1.Text) Diponibilidade_Plantas = Val(Text3.Text) Custo_1000Plantas = Val(Text4.Text) Operarios_Disponiveis = Val(Text5.Text): If Operarios_Disponiveis = 0 Then Operarios_Disponiveis = 1 Else Operarios_Disponiveis = Operarios_Disponiveis Rendimiento_Operarios = Val(Text6.Text): If Rendimiento_Operarios = 0 Then Rendimiento_Operarios = 1 Else Rendimiento_Operarios = Rendimiento_Operarios Custo_Operario = Val(Text7.Text) Data_Inicio = Text2.Text End Sub - 215 - Estrutura da base de conhecimentos PRINTSCALE 100; VERSION 159; HYPOTHESIS { ID 1; TITLE "Avicennia"; SETBY 1; COLOR 0,0.392157,0; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 2; TITLE "Comp. localizacao Avicennia"; NOTSELECTED; HIDE; SETBY 2; USEDIN 1; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 3; TITLE "Comp. qualificacao Avicennia"; NOTSELECTED; HIDE; SETBY 3; USEDIN 1; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 4; TITLE "Laguncularia"; SETBY 4; COLOR 0.722431,0.892402,0.107598; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 5; TITLE "Comp. localizacao Laguncularia"; NOTSELECTED; HIDE; SETBY 5; USEDIN 4; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 6; TITLE "Comp. qualificacao Laguncularia"; NOTSELECTED; HIDE; SETBY 6; USEDIN 4; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 7; TITLE "Rhizophora"; SETBY 7; COLOR 0.245424,0.734576,0.423719; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 8; TITLE "Comp. localizacao Rhizophora"; NOTSELECTED; HIDE; SETBY 8; USEDIN 7; ENABLED 1; } HYPOTHESIS { ID 9; TITLE "Comp. qualificacao Rhizophora"; } RULE { NOTSELECTED; HIDE; SETBY 9; USEDIN 7; ENABLED 1; ID 1; TITLE "Avicennia"; HYPOTHESIS 1; ENABLED 1; CONDITION { HYPOTHESIS 2 == TRUE CONFIDENCE 0.15; ENABLED 1; } CONDITION { HYPOTHESIS 3 == TRUE CONFIDENCE 0.07; ENABLED 1; } } RULE { ID 2; TITLE "Comp localizacao Avicennia"; HYPOTHESIS 2; ENABLED 1; CONDITION { VARIABLE 1 < VALUE 167 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 1 >= VALUE 70 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 2 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 3 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 4 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 5 == VALUE 50 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } } RULE { ID 3; TITLE "Comp. qualificacao Avicennia"; HYPOTHESIS 3; ENABLED 1; CONDITION { VARIABLE 9 < VALUE 110 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 13 >= VALUE 130 CONFIDENCE 0.7; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 12 <= VARIABLE 8 CONFIDENCE 0.5; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 8 >= VALUE 20 CONFIDENCE 0.5; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 6 == VALUE 56 CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 9 > VALUE 0 CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } } RULE { ID 4; TITLE "Laguncularia"; HYPOTHESIS 4; ENABLED 1; CONDITION { HYPOTHESIS 5 == TRUE CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } CONDITION { HYPOTHESIS 6 == TRUE CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } } RULE { ID 5; TITLE "Comp localizacao Laguncularia"; HYPOTHESIS 5; ENABLED 1; CONDITION { VARIABLE 1 < VALUE 167 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 1 >= VALUE 70 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 2 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 3 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 4 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 5 == VALUE 50 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } } RULE { ID 6; TITLE "Comp. qualificacao Laguncularia"; HYPOTHESIS 6; ENABLED 1; CONDITION { VARIABLE 9 < VALUE 105 CONFIDENCE 0.9; -216- ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 13 >= VALUE 125 CONFIDENCE 0.7; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 12 <= VARIABLE 8 CONFIDENCE 0.5; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 8 >= VALUE 20 CONFIDENCE 0.5; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 6 == VALUE 210 CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 9 > VALUE 0 CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } } RULE { ID 7; TITLE "Rhizophora"; HYPOTHESIS 7; ENABLED 1; CONDITION { HYPOTHESIS 8 == TRUE CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } CONDITION { HYPOTHESIS 9 == TRUE CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } } RULE { ID 8; TITLE "Comp localizacao Rhizophora"; HYPOTHESIS 8; ENABLED 1; CONDITION { VARIABLE 1 < VALUE 167 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 1 >= VALUE 70 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 2 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 3 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 4 == VALUE 255 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 5 == VALUE 50 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } } RULE { ID 9; TITLE "Comp. qualificacao Rhizophora"; HYPOTHESIS 9; ENABLED 1; CONDITION { VARIABLE 9 < VALUE 100 CONFIDENCE 0.9; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 13 >= VALUE 120 CONFIDENCE 0.7; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 12 <= VARIABLE 8 CONFIDENCE 0.5; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 8 >= VALUE 20 CONFIDENCE 0.5; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 6 == VALUE 128 CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } CONDITION { VARIABLE 9 > VALUE 0 CONFIDENCE 1; ENABLED 1; } } VARIABLE { ID 1; TITLE "dem"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/01-dem.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 2; TITLE "drenagem"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/01-drainage.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 3; TITLE "arruamento"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/01-streets.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 4; TITLE "construcoes"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/02-buildings.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 5; TITLE "cadastro"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/02-cadaster.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 6; TITLE "mangues"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/03-mangle.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 7; TITLE "landsat"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/06-landsat.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 8; TITLE "spot_verde"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/07-spot_green.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 9; TITLE "fotografiaerea"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/09-aerialphotograph_28um.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 10; TITLE "textura"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE FLOAT; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/10-texture.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 11; TITLE "infravermelho900nm"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/11-infrared900nm.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 12; TITLE "spot_vermelho"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE INTEGER; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/07-spot_red.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } VARIABLE { ID 13; TITLE "textura_7x7"; OBJECTTYPE RASTER; DATATYPE FLOAT; IMAGE "d:/mangle_itacorubi/03variables/10-texture_7x7_variance.img" LAYER "(:Layer_1)" ATTRIBUTE "Cell Value"; } -217- FOTOGRAFÍAS DE CAMPO Diferentes aspectos dos mangues na área de estudo Fonte: Trabalhos de campo, 2001/2003 -218- Diferentes aspectos da antropização na área de estudo Fonte: Trabalhos de campo, 2001/2003 -219- Diferentes aspectos dos esgotos na área de estudo Fonte: Trabalhos de campo, 2001/2003 –—