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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO ENGENHARIA AMBIENTAL Sistema de Informações Geográficas PROFESSOR: Prof.: Alexandre Rosa.

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO ENGENHARIA AMBIENTAL Sistema de Informações Geográficas PROFESSOR: Prof.: Alexandre Rosa dos Santos. ALUNOS: Teresa S. Aquije Chacaltana. Marcos Eugênio Pires de Azevedo Lopes

2 SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRAFICAS NA AVALIAÇÃO DE TERRAS PARA AGRICULTURA

3 Cap. 1 Cap. 1 Importância da avaliação de terras Estudos recentes da FAO indicam que por volta do ano 2000 será necessário um aumento de cera de 60 % na produção agrícola global para atender á demanda da população mundial, estimada para seis bilhões de habitantes. Atualmente, a produção de alimentos básicos em muitos paises em desenvolvimento não é suficiente para atender ás necessidades locais do consumo.

4 Cap. 1 Cap. 1 Importância da avaliação de terras Nos paises industrializados, a produção não constitui um problema prioritário, uma vez que a oferta de alimentos exceda á demanda da população local. Porém tanto para o aumento da produção sem degradação ambiental são necessárias informações de base sobre as potencialidades das terras, que conduzam a uma avaliação adequada de suas possibilidades de uso.

5 Cap. 2 Cap. 2 Metodologias disponíveis para a avaliação de terras Entende-se por avaliação de terras o processo de estimativa de seu comportamento quando usada para fines específicos. Existem varias metodologia para a avaliação de terras, de acordo com os objetivos a que se destinam. Como exemplo de metodologia de avaliação de terras tem-se o Land System Survey, desenvolvido pela Commonwealth Scientifical and Industrial Research Organization (CSIRO) na Austrália, e aplicado posteriormente no Canadá e na Gr-Bretanha. Essa metodologia foi desenvolvida durante a segunda guerra mundial e os primeiros trabalhos a partir dela foram publicados em 1946,na Land Research Series.

6 Cap. 2 Cap. 2 Metodologias disponíveis para a avaliação de terras Na metodologia do o Land System Survey faz-se uma descrição Fisionômica da paisagem. Os resultados são apresentados de duas formas: Uma descrição da região em questão, que indica as características das diversas unidades cartografadas, e mapa das diferentes unidades naturais definidas. Um dos grandes méritos dessa metodologia foi ter permitido a avaliação rápida de amplos territórios ate então inexplorados cientificamente e praticamente despovoados.

7 Cap. 2 Cap. 2 Metodologias disponíveis para a avaliação de terras Segundo Wambeke (1987), a avaliação de terras envolve uma classificação de unidades de terra, baseada na sua capacidade de proporcionar o maior retorno para ma dada operação por unidade de área, de trabalho ou de capital conforme determinada circunstancias, e de acordo com o nível de manejo e as condições socioeconômicas. A avaliação ou classificação de terras para um dado fim é feita em duas grandes etapas básicas. Inicialmente, elabora-se a caracterização física da área ou da região em estudo, envolvendo aspectos de solos, climas, de vegetação, de recursos hídricos, etc. Em seguida se faz-se a avaliação socioeconômica da área ou da região em estudo, que envolve aspectos como custos de produtos, de insumos, de mão d obra, infra-estrutura disponível, oscilação de preços de mercado, etc.

8 Cap. 3 Cap. 3 Avaliar a terra para manejá-la Bertrand (1970) definiu paisagem como a porção do espaço caracterizada por um tipo de combinação dinâmica, por tanto instável, de elementos geográficos diferenciados-fisicos, biológicos e antrópicos que reagindo dialeticamente uns sobre outros, fazem da paisagem um conjunto geográfico indissociável, que evolui em bloco, tanto sob efeito das interações entre elementos que a compõe, quanto sob efeito da dinâmica própria de cada um de seus elementos considerados separadamente. Uma grande dificuldade na avaliação de terras para fins de manejo consiste em definir uma metodologia que a partir da dinâmica ambiental existente, permita estimar o comportamento do meio quando submetido a um dado manejo. De um modo geral, os levantamentos de solos fornecem informações que permitem inferir a dinâmica ambiental. Por isso, algumas metodologias de avaliação das terras partem de levantamentos de solos, principalmente quando se destinam à avaliação da terra para fins de agricultura.

9 Cap. 4 Cap. 4 Sistemas de avaliação de terras para a agricultura No Brasil, dois sistemas são mais utilizados, ambos estruturados a partir de levantamentos de solos. São eles: o Sistema de Classificação da Capacidade de Uso da Terra (Marques et al., 1949; Lepsch et al., 1983) e o Sistema FAO/Brasileiro de Aptidão Agrícola das Terras, desenvolvido aqui a partir do trabalho de Bennema et al. (1964). A classificação convencional no sistema de capacidade de uso, aceita universalmente, envolve categorias que se encontram hierarquizadas do seguinte modo: - Grupos de capacidades de uso (A, B e C); - Classe de capacidades de uso (I a VIII) - Subclasses de capacidade de uso (Ie, IIe, IIIa, etc...) - Unidades de capacidade de uso (Ie-1, IIe-2, IIIe-1, etc...)

10 Cap. 4 Cap. 4 Sistemas de avaliação de terras para a agricultura O Sistema de Avaliação da Aptidão Agrícola das Terras foi criado no Brasil no início da década de 60 e apresenta características bastante inovadoras, introduzindo, na sua estrutura, a avaliação da terá conforme o nível de manejo. Esse sistema considera a possibilidade de reduzir a limitação ou as limitações do solo a partir da adoção de técnicas e de capital, segundo o grau de viabilidade compatíveis com o nível de manejo; e apresentam uma estrutura aberta, permitindo seu ajuste conforme os novos conhecimentos e mesmo condições regionais de agricultura. Na sua atual versão no Brasil, a metodologia proposta permite a estimativa das quantidades do ecossistema a partir de cinco parâmetros: nutriente; água; oxigênio; mecanização e erosão.

11 Cap. 4 Cap. 4 Sistemas de avaliação de terras para a agricultura A aplicação desse sistema baseia-se nos seguintes passos metodológicos: a) listagem dos atributos do solo e do meio ambiente; b) avaliação das potencialidades ao uso agrícola do solo e do meio ambiente em termos de fertilidade, deficiência de água, deficiência de oxigênio, suscetibilidade à erosão e impedimento à mecanização; c) estimativa da melhoria dessas limitações conforme o nível de manejo considerado; e d) definição da classe de aptidão, a partir do confronto das informações obtidas nos itens (b) e (c).

12 Cap. 5 Cap. 5 Importância do SIG para avaliação de terras A utilização de SIGs possibilita a geração de banco de dados codificados espacialmente, promovendo ajustes e cruzamentos simultâneo de grande numero de informações. No caso especifico da avaliação da aptidão das terras para agricultura, etapa importante para a definição de prácticas adequadas de manejo e conservação do solo e da água, os SIGs podem facilitar o trabalho de representação gráfica das classes e de atualização das informações. Mas a sua maior contribuição parece ser o fato de minimizar a complexidade e o grau de subjetividade de estimativas feitas partir de cruzamentos realizados de forma manual. Isto por que na avaliação da aptidão de terras, parar agricultura ou para outro fim especifico, é necessário considerar aspectos diversos sobre o meio ambiente: Solos, clima, recursos hídricos, vegetação, infraestrutura, ocupação humana, etc., que, quando existem, encontram-se freqüentemente em formatos de diferentes (textos, mapas, tabelas, fotos aéreas imagens de satélite).

13 Aptidão agrícola das terras pelo sistema FAO/Brasileiro por meio do SIG/Inpe Trabalho Fazenda Água Limpa - Mapas de solos 1:20.000; Carta topográfica de Brasília (curvas de nível 10m) e dados numéricos de alguns perfis de solos. Trabalho Fazenda Água Limpa - Mapas de solos 1:20.000; Carta topográfica de Brasília (curvas de nível 10m) e dados numéricos de alguns perfis de solos. Diversidade de tipos e fontes de dados sobre a FAL; Heterogeneidade de padrões e de formas de apresentação dos mesmos (escala, legenda, material, linguagem, codificação, método de obtenção, etc.) Diversidade de tipos e fontes de dados sobre a FAL; Heterogeneidade de padrões e de formas de apresentação dos mesmos (escala, legenda, material, linguagem, codificação, método de obtenção, etc.) Padronização dos dados - Bases cartográficas confiáveis; Padronização dos dados - Bases cartográficas confiáveis; Ajuste dos mapas para a escala de 1:25.000; Ajuste dos mapas para a escala de 1:25.000; Adaptação das legendas e agrupamento das classes de solos para adequação aos objetivos do trabalho. Adaptação das legendas e agrupamento das classes de solos para adequação aos objetivos do trabalho. Necessidade de:

14 Espacialização de dados para determinação da aptidão agrícola das terras Definição inicial do projeto na escala 1: (Projeção Universal Transversa de Mercator - UTM) e unidade de medida em metros; Definição inicial do projeto na escala 1: (Projeção Universal Transversa de Mercator - UTM) e unidade de medida em metros; Documentos cartográficos de base (mapas de solos e classes de declividade) associados a planos de informação (Pis) específicos, constituídos de polígonos; Documentos cartográficos de base (mapas de solos e classes de declividade) associados a planos de informação (Pis) específicos, constituídos de polígonos; Conversão dos planos de solos e classes de declives da forma vetorial para o formato raster, com resolução de 20 x 20m; Conversão dos planos de solos e classes de declives da forma vetorial para o formato raster, com resolução de 20 x 20m; Questão: Como codificar uma classe de solo em classe de aptidão agrícola? Resposta: Efetuando esta classificação via SGI/Inpe, de modo a testar a operacionalidade do sistema na avaliação da aptidão agrícola das terras.

15 Figura 1 - Mapa esquemático de distribuição de terras da Fazendo Água Limpa da Universidade de Brasília em classes de declividade.

16 Sistema FAO/Brasileiro - Permite a estimativa das qualidades do ecossistema a partir de cinco parâmetros: Sistema FAO/Brasileiro - Permite a estimativa das qualidades do ecossistema a partir de cinco parâmetros: - Nutrientes; - Nutrientes; - Água; - Água; - Oxigênio; - Oxigênio; - Mecanização; e - Mecanização; e - Erosão. - Erosão. Resultando na obtenção de mapas intermediários para cada um deles Classificação de solos quanto à deficiência em fertilidade, água e oxigenação - Codificação manual das unidades do mapa de solos, segundo critérios propostos por Ramalho Filho et al (1978). Classificação de solos quanto à deficiência em fertilidade, água e oxigenação - Codificação manual das unidades do mapa de solos, segundo critérios propostos por Ramalho Filho et al (1978). Classificação dos solos quanto ao impedimento à mecanização e suscetibilidade à erosão - Dependem (além de outros fatores) da declividade do terreno (classes de declive). Obs.: Os limites expressos em mapas de solos nem sempre correspondem a curvas de nível. Classificação dos solos quanto ao impedimento à mecanização e suscetibilidade à erosão - Dependem (além de outros fatores) da declividade do terreno (classes de declive). Obs.: Os limites expressos em mapas de solos nem sempre correspondem a curvas de nível.

17 Figura 2 - Mapa esquemático de distribuição das terras da Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília em classes de deficiência de fertilidade. (f - forte; f/mf - forte/muito forte; mf - muito forte; nc - não classificado).

18 Figura 3 - Mapa esquemático de distribuição das terras da Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília em classes de deficiência de água. (n - nulo; n/l - nulo/ligeiro; l - ligeiro; l/m - ligeiro/moderado; m/f - moderado/forte; nc - não classificado).

19 Figura 4 - Mapa esquemático de distribuição das terras da Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília em classes de deficiência de oxigenação. (n - nulo; n/l - nulo/ligeiro; l - ligeiro; l/m - ligeiro/moderado; m/f - moderado/forte; nc - não classificado).

20 Cruzamentos - SGI/Inpe Estabelecimento de um arquivo de regras em caracteres ASCII; Estabelecimento de um arquivo de regras em caracteres ASCII; Definição dos passos de operações de cruzamentos de diferentes polígonos envolvidos, em módulo específico do sistema, por meio da função cruzar; Definição dos passos de operações de cruzamentos de diferentes polígonos envolvidos, em módulo específico do sistema, por meio da função cruzar; Etapa simples do ponto de vista operacional, no entanto exigindo definição bastante precisa das regras a serem obedecidas. Obs.: Limitação da versão utilizada quanto ao tamanho do arquivo de regras representou dificuldade, transponível por meio de artifícios. Etapa simples do ponto de vista operacional, no entanto exigindo definição bastante precisa das regras a serem obedecidas. Obs.: Limitação da versão utilizada quanto ao tamanho do arquivo de regras representou dificuldade, transponível por meio de artifícios. Obtenção de mapas intermediários cruzados com posteriores novos cruzamentos com outros mapas resultando mapas de aptidão agrícola para três níveis de manejo (A, B, C) Obtenção de mapas intermediários cruzados com posteriores novos cruzamentos com outros mapas resultando mapas de aptidão agrícola para três níveis de manejo (A, B, C)

21 Quantificação de áreas e representação gráfica Cálculo de áreas Função Cálculo da área; Função Cálculo da área; Feito a partir do tamanho do pixel definido quando da conversão dos mapas para a forma rasterizada (20 x 20m); Feito a partir do tamanho do pixel definido quando da conversão dos mapas para a forma rasterizada (20 x 20m); Presença de erros - Em torno de 1%; Presença de erros - Em torno de 1%; Saída dos mapas Representação gráfica sempre compatível com a escala adotada; Representação gráfica sempre compatível com a escala adotada; Nos SIGs os polígonos resultantes de cruzamento são obtidos a partir de matrizes estabelecidas por algoritmos que enunciam as diferentes possibilidades de cruzamento - Podendo materializar ou não polígonos representativos de áreas reais da paisagem. Nos SIGs os polígonos resultantes de cruzamento são obtidos a partir de matrizes estabelecidas por algoritmos que enunciam as diferentes possibilidades de cruzamento - Podendo materializar ou não polígonos representativos de áreas reais da paisagem.

22 Utilização do software Idrisi Informações sobre o meio físico, a partir de levantamento utilitário (características e propriedades do solo, declividade do terreno, erosão atual, uso atual da terra, etc.); Informações sobre o meio físico, a partir de levantamento utilitário (características e propriedades do solo, declividade do terreno, erosão atual, uso atual da terra, etc.); Dados de entrada: Cartas topográficas na escala 1:10.000; mapa de ocupação da terra na escala 1:5.000; mapa de solos na escala de 1:5.000; Dados de entrada: Cartas topográficas na escala 1:10.000; mapa de ocupação da terra na escala 1:5.000; mapa de solos na escala de 1:5.000; Entrada dos dados feito por meio de mesa digitalizadora (software AutoCAD) na projeção cartográfica Universal Transversa de Mercator (UTM); Entrada dos dados feito por meio de mesa digitalizadora (software AutoCAD) na projeção cartográfica Universal Transversa de Mercator (UTM); Arquivos vetoriais obtidos pelo AutoCAD, com extensão DWG (Drawing file) convertidos para DXF (Drawing interchange file), para importação no sistema Idrisi for Windows. Arquivos vetoriais obtidos pelo AutoCAD, com extensão DWG (Drawing file) convertidos para DXF (Drawing interchange file), para importação no sistema Idrisi for Windows. Transformação dos arquivos para o formato raster. Transformação dos arquivos para o formato raster.

23 Considerações Finais Avaliação da aptidão de terras para agricultura por meio de SIG Vantagens: Redução da subjetividade embutida em operações de cruzamento manual de informação sobre o meio ambiente, a rapidez nas operações de sobreposição de mapas e de cálculo de áreas, possibilidade de obtenção de tantos mapas temáticos quanto assim permitirem as variáveis disponíveis, facilidade de atualização e aperfeiçoamento de diagnósticos feitos a partir da introdução de novos dados na base cartográfica arquivada em forma digital. Vantagens: Redução da subjetividade embutida em operações de cruzamento manual de informação sobre o meio ambiente, a rapidez nas operações de sobreposição de mapas e de cálculo de áreas, possibilidade de obtenção de tantos mapas temáticos quanto assim permitirem as variáveis disponíveis, facilidade de atualização e aperfeiçoamento de diagnósticos feitos a partir da introdução de novos dados na base cartográfica arquivada em forma digital. Desvantagens: Limitações de sobreposição de um maior número de mapas e/ou mapas com um maior número de classes, particularmente na versão do SGI/Inpe utilizado no trabalho. Desvantagens: Limitações de sobreposição de um maior número de mapas e/ou mapas com um maior número de classes, particularmente na versão do SGI/Inpe utilizado no trabalho. As classes de aptidão obtidas são indicadores do uso mais intensivo possível


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