Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Mapeamento de índices de cobertura vegetal dos bairros de Salvador-BA com uso de imagens do sensor RapidEye para o ano de 2009. Anderson Gomes de Oliveira 1,2 Gilma Brito da Silva 1,3 Harlan Rodrigo Ferreira da Silva 1,3 Mônica Gualberto Santos 1,3 Uilliam Disnei de Santana Lima 1,3 1
Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia - CONDER Av. Edgar Santos, 936, Narandiba – 41192-005 – Salvador - BA, Brasil {agomes, gsilva, hferreira, monica.gualberto}@conder.ba.gov.br ²Universidade Salvador – UNIFACS Rua José Peroba, 251 – Stiep - Salvador - BA, Brasil
[email protected] 3
Universidade Federal da Bahia - UFBA Av. Barão de Geremoabo, s/n, Ondina - 40170-020 - Salvador - BA, Brasil
[email protected] Abstract: This paper discuss about the connection between vegetation coverage index and environmental quality in Salvador – BA. The idea for this study aroused from the necessity of assessing how the urban growth of the city has been causing the reduction of the vegetation coverage in the city and the consequent reduction of the environmental quality of the population. Substantiated on the processing of a RapidEye’s image, with spacial resolution of 5 meters and radiometric resolution of 16 bits, we brought up the indexes for the 163 districts that compound the city. This process realized on the software SPRING 5.2.1 was based on arithmetic operations that resulted on the Normalized Difference Vegetation Index. After that, the product produced on SPRING was exported and added on the software ArcGis, where we intersected it with an ESRI Shapefile which contained the division of the Salvador’s districts, getting the indexes separated by districts. Using this data, we could see which parts of the city have the best environmental quality for their population and the distribution of vegetation in the city. The main results are that the vegetation coverage is badly distributed on the city’s area, the districts that have large values of vegetation indexes are related with urban parks and environmental protection areas and the downtown has very low values of vegetation indexes, especially at historical areas. Palavras-chave: remote sensing, green areas, vegetation indexes, district, sensoriamento remoto, áreas verdes, índices de vegetação, bairro.
1. Introdução O rápido crescimento populacional ocorrido na cidade de Salvador a partir das ultimas décadas trouxe consigo diversos problemas ambientais. Dentre eles, a diminuição da cobertura vegetal em função da expansão urbana – por desempenhar um conjunto de funções vitais para a qualidade ambiental – tem sido objeto de preocupação por parte dos órgãos ambientais. Para Guimarães (2010), a presença de áreas verdes no universo urbano é um fator essencial no resgate dos aspectos positivos da relação das formas urbanas com a natureza. A distribuição das áreas verdes urbanas e a distância entre elas influem diretamente sobre as suas funções econômica, estética, social e ecológica. (GUIMARÃES, 2010)
Atualmente, tem-se discutido muito sobre a importância da vegetação como um indicador de qualidade ambiental urbana. Em função disso, têm surgido diversos conceitos sobre áreas verdes urbanas que, segundo Ross apud Melo e Souza (2009), variam de acordo com cada 0818
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autor e conforme a contextualização da área de estudo. As áreas verdes, sobretudo a vegetação arbórea, desempenham um papel importante na paisagem urbana, por exercer muitas funções, dentre elas estão a função ecológica, estética e social além de contribuir para a beleza cênica da paisagem (...)melhorando de modo geral as condições de vida da sociedade (MELO E SOUZA, 2009). Machado, R.R.B. et al (2010) enfatiza que é comum encontrar na literatura o mesmo termo para diferentes utilizações relacionadas ao “verde urbano”, já que “conceitos como área verde, espaço livre, cobertura vegetal e áreas destinadas à conservação da natureza são empregados como sinônimos, no entanto, não desempenham a mesma função.” Nucci (2001) (apud Machado et al., 2010) define cobertura vegetal como “manchas de vegetação visualizadas a olho nu em foto aérea na escala 1:10.000”, onde árvores cuja copa é inferior a 2m de diâmetro se tornam difíceis de serem visualizadas. Já Cavalheiro et al. (1999, apud Machado et al. 2010) propõem a seguinte definição para cobertura vegetal: “projeção do verde em cartas planimétricas que pode ser identificada por meio de fotografias aéreas, sem auxílio de estereoscopia. A escala da foto deve acompanhar os índices de cobertura vegetal (ICV); deve ser considerada a localização e a configuração das manchas (em mapas)”. MACHADO et al (2010) ressalta ainda que entre as recomendações do IV Congresso Brasileiro de Arborização Urbana, realizado em Porto Alegre/RS em 1999, encontra-se “(...) o desenvolvimento de estudos para a padronização do conceito e da metodologia do cálculo para o estabelecimento de índices de áreas verdes por habitante e cobertura de vegetação para as cidades brasileiras”, com o objetivo de padronizar os conceitos. As discussões acerca das diversas tipologias a serem empregadas para o termo áreas verdes discorrem que tais áreas compreendem locais públicos e/ou privados, áreas permeáveis com gramíneas, independente de existir ou não vegetação de porte arbóreo (MELO & SOUZA E RESENDE, 2009). O fato de o termo áreas verdes denotar diversos significados e estar presente em diversos espaços urbanos com a presença de vegetação, alguns autores defendem que essas áreas tem como peculiaridade ser abertas e acessíveis à população, estando diretamente relacionada com a saúde e recreação ativa e passiva, proporcionando a interação das atividades humanas com o meio ambiente. (MELO & SOUZA E RESENDE, 2009), não levam em consideração as áreas verdes particulares, pois as mesmas, na visão desses autores não possuem uma função social, mas, contudo, reconhecem suas funções ecológicas. A dicotomia na abordagem conceitual sobre áreas verdes urbanas ainda hoje é tema de debates. Nesse sentido, independente do porte arbóreo e de ser pública ou privada, o objetivo aqui é de discutir o índice de áreas verdes por bairro na cidade de Salvador e a importância dessas áreas para o ambiente urbano, através de suas funções ecológicas, estética e social, bem como seu papel para a melhoria do microclima, conforto térmico e a beleza cênica da cidade. Diversas metodologias, ao discutirem indicadores de áreas verdes e/ou cobertura vegetal adequados para ambientes urbanos, divergem ao estabelecer o índice mínimo de áreas verdes por habitante. Em 1997, a Organização Mundial de Saúde (OMS) sugeriu o valor de 9m²/hab para ser adotado como base para o desenvolvimento urbano na América Latina e no Caribe (IDB, 1997). Porém, conforme discutido por CAMPELLO, (2008) diversos textos indicam o valor de 12m²/habitante como recomendação da OMS. No Brasil, a Sociedade Brasileira de Arborização Urbana (SBAU) propôs que as metodologias devem prever o índice de área verde (IAV) mínimo de 15 m² /hab (SBAU, 1996). Para efeito de conhecimento, a Resolução conjunta IBAMA/FATMA 001/95 estabelece o índice mínimo de área verde em 8m² por habitante, para os municípios de Santa Catarina. Em virtude das divergências acima apontadas, adotou-se nesta pesquisa o índice
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recomendado pela SBAU para o mapeamento e discussão da cobertura vegetal dos bairros do município de Salvador. 2. Metodologia 2.1 Área de Estudo O município de Salvador, capital do Estado da Bahia, se localiza numa península à beira da Baía de Todos os Santos entre os pontos de coordenadas x1= 537.175,046 y1= 8.560.913,283 e x2= 575.442,448 y2= 8.591.279,000. Possui uma área territorial continental de aproximadamente 303 km² e, segundo o Censo Demográfico do IBGE de 2010, possui uma população de 2.675.656. 2.2 Materiais e procedimentos metodológicos Para a realização do presente estudo, foram utilizadas quatro imagens orbitais do satélite RapidEye, um dos produtos oriundos do Projeto de Atualização Cartográfica do Estado da Bahia, iniciado em 2010 e ainda em fase de andamento, onde foram adquiridas imagens de todo o território. O projeto Rapideye é composto por 5 satélites “que contém sensores idênticos e estão posicionados numa mesma órbita planetária” (WEICHELT et al, p. 5, 2012), o que possibilita grandes vantagens para obtenção de imagens com mesmas características em um período de revisita bastante pequeno. As imagens utilizadas nesta pesquisa possuem as seguintes características: Nível de processamento 3A, ou seja, são ortorretificadas com correções radiométricas, geométricas e de terreno; Multiespectral em 5 bandas, incluindo a banda Red Edge (690 – 730 nm), o que abre novas possibilidades de trabalho no estudo da vegetação e suas características, como mostra WEICHELT et al (2012); Resolução espacial de 5m, ou seja, “representa a menor feição passível de detecção pelo instrumento em questão” (NOVO, 2008, p. 55) e resolução radiométrica de 16 bits (65.536 níveis digitais), que é a “habilidade de distinguir variações no nível de energia refletida, emitida ou retro-espalhada que deixa a superfície do alvo” (NOVO, 2008, p. 61). Vale destacar que toda coleta das imagens desse sensor é feita em 12 bits (4.096 níveis digitais), porém, durante o processamento das imagens é possível se alcançar essa quantidade de níveis sem perda de qualidade. Para o processamento das imagens, foi utilizado o software SPRING 5.2.1 (Câmara et al, 1996). Para extração da cobertura vegetal do município, foi realizado o cálculo de NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) através da seguinte operação aritmética (Equação 1): +Offset ( B5−B3 B5+B3 )
NDVI=Ganho∗
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Onde: B3= Banda do vermelho (630 – 685 nm); B5= Banda do infravermelho próximo (760 – 850nm) Ganho= 50 Offset= 100 Vale ressaltar que os valores usados para o preenchimento do ganho e do offset seguiram a metodologia adotada por A. Santos (2010). A partir da imagem NDVI gerada, foi realizada uma classificação por pixel 0820
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supervisionada através do método da Máxima Verossimilhança, que consiste na “ponderação das distâncias entre médias dos níveis digitais das classes, utilizando parâmetros estatísticos” (DPI/INPE, 2012). Desta forma, foram selecionadas amostras representativas das áreas de interesse deste trabalho. Após o processo de classificação, a imagem foi convertida para vetor e exportada no formato ESRI Shapefile, onde se passou ao uso do software ArcGis 10. A delimitação de bairro utilizada no presente trabalho, projeto feito em parceria da Prefeitura Municipal de Salvador, Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia e da Universidade Federal da Bahia (SANTOS, E. et al, 2010), ainda não é oficialmente reconhecida pela Prefeitura Municipal de Salvador, pois ainda não foi aprovada na Câmara Municipal, porém já é utilizada por diversos órgãos dos governos estadual e municipal. Assim, os dados de vegetação foram cruzados através da ferramenta intersect do ArcGis 10 e gerou-se os seguintes indicadores: Índice de áreas verdes por bairro (Equação 2) IAV=
∑ Áreas Verdes ( m² )
Populaçãodo bairro ( hab. )
(2)
Percentual de cobertura vegetal por bairro (Equação 3) PCV=
∑ Áreas Verdesporbairro ( m² )∗100 Áreadobairro ( m² )
(3)
3. Resultados e Discussões Os resultados encontrados a partir do mapeamento da cobertura vegetal com o uso de imagem RapidEye (Figura 1) revelaram que a cidade de Salvador no ano de 2009 apresentava cerca 86.170.803,44m² de cobertura vegetal em uma área territorial de aproximadamente 303 km², para pouco mais de 2.675.000 habitantes. Ao analisarmos os indicadores para o município de Salvador, foi possível observar que o mesmo possui um percentual de cobertura vegetal em torno de 28,40% e um índice de áreas verdes de 32,21m²/hab. Verificando a expressividade de tais valores por bairro, podemos tomar conhecimento da distribuição e concentração das áreas verdes da cidade. Os percentuais de cobertura vegetal variam de 0 a 73,64%, e o valor de cobertura por habitante varia de 0 a 12.542,36 m²/hab. Dos 163 bairros analisados, 108 deles possuem um IAV inferior ao sugerido pela SBAU, de 15 m²/hab, onde destaca-se a ocorrência de 30 bairros onde este valor não alcança 1 m²/hab. Estes estão predominantemente localizados nas áreas de consolidação mais antiga da cidade (tabela 1). Dos 163 bairros analisados, 108, ou seja, 66,26% dos bairros da cidade de Salvador possuem um IAV inferior ao sugerido pela SBAU, de 15 m²/hab, e apenas 53 (32,52%) estão acima do índice de 15m²/hab. Destaca-se a ocorrência de 30 bairros, onde este índice de cobertura vegetal não alcança 1m²/hab. Estes bairros estão predominantemente, localizados nas áreas de consolidação mais antiga da cidade (tabela 1). Chama-se atenção para a situação preocupante dos bairros de Caminho de Areia, Curuzu, Uruguai e Massaranduba que em função alta densidade populacional tem índice de 0%. Cabe lembrar que para os bairros Centro Administrativo e Aeroporto não foram calculados o indicador de cobertura vegetal em virtude dos mesmos serem enquadrados como bairros Institucionais não permitindo o seu uso para moradia, porém, ambos possuem respectivamente 34,75% e 16,75% de cobertura vegetal.
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Figura 1: Distribuição da cobertura vegetal em Salvador, 2009. Para os 53 (32,52%) bairros que estão acima do índice de 15m²/hab recomendados pela SBAU, seis deles, Itaigara, STIEP, Resgate, Jardim Cajazeiras, São Rafael e Arraial do Retiro, não ultrapassam o indicador de 20m²/hab, com índices que variam de 15,18 a 17,83m²/hab de cobertura vegetal. De outro modo, bairros como Granjas Rurais Presidente Vargas, Piatã, Jaguaripe I, Fazenda Grande IV, Patamares, Areia Branca dentre outros, possuem indicador de cobertura vegetal que variam de 101,75 a 388,06m²hab. Outros bairros como São Tomé, Nova Esperança, Porto Seco Pirajá, Ilha de Maré, Cassange e Ilha dos Frades chamam a atenção em função da expressividade do seu índice de cobertura vegetal, pois os mesmos estão acima de 600m²/hab. variando de 614,08 a 12.542,36m²/hab. Dentre os bairros citados, cabe uma exceção para bairro de Porto Seco Pirajá. Esse bairro é predominantemente industrial onde predominam galpões de armazenamento de produtos eletrodomésticos, possui apenas 72 habitantes conforme indicado pelo censo demográfico realizado pelo IBGE em 2010 uma área territorial de 1.114.255,32m² e 72.134,8m² de cobertura vegetal acabam por distorcer o resultado. Os dados levantados a partir do processamento da imagem RapidEye permitiu aferir a distribuição das áreas verdes nos bairros de Salvador e qual a sua relação com o quantitativo de população nestes. O gráfico de dispersão apresentado abaixo (Figura 2) permite visualizar a relação entre o ICV e o IAV nos bairros, indicando uma concentração de baixos valores dos índices em ampla maioria dos bairros de Salvador, além de uma alta correlação entre os valores dos índices nestes bairros onde estes se apresentam mais baixos, a exemplo do Curuzu e do Centro Histórico, além do bairro do Uruguai, onde os índices se encontram com valores zerados.
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Tabela 1: Bairros de Salvador com IAV menor que 1 m²/hab. Código do bairro 42 156 98 59 162 121 97 25 101 131 157 95 134 62 66 106 38 64 91 136 94 56 54 75 138 53 29 24 149 65
Nome Caminho de Areia Uruguai Massaranduba Curuzu Vila Ruy Barbosa/Jardim Cruzeiro Pero Vaz Mares Bonfim Monte Serrat Ribeira Vale das Pedrinhas Mangueira Roma Engenho Velho da Federação Fazenda Grande do Retiro Nordeste de Amaralina Calabar Engomadeira Liberdade Santa Cruz Macaúbas Cosme de Farias Cidade Nova IAPI Santa Mônica Chapada do Rio Vermelho Caixa D´Água Bom Juá Saúde Fazenda Coutos
Área (m²)
População Total de 2010 (hab.)
371.450,49 910.256,20 531.585,09 385.502,49 420.421,51 456.760,88 264.941,18 900.651,16 418.667,46 852.534,98 155.928,70 288.125,91 269.909,72 600.833,70 1.482.928,63 642.744,89 141.301,90 354.002,52 1.212.451,45 600.958,14 296.844,51 963.092,76 593.734,76 983.236,21 319.205,52 611.588,98 803.049,02 421.530,79 284.115,00 854.609,44
12.318 30.370 20.160 16.681 19.448 22.054 2.359 9.446 6.590 19.578 5.162 12.310 3.636 24.555 53.806 21.887 6.484 12.550 41.802 27.083 8.556 38.341 18.722 24.452 7.389 21.955 22.446 15.528 6.232 24.255
Percentual de cobertura vegetal (%)
Índice de Área Verde (hab/km²)
0,00 0,00 0,01 0,01 0,04 0,06 0,04 0,06 0,10 0,24 0,97 1,27 0,43 1,51 1,44 1,44 2,25 1,89 1,89 2,53 1,64 2,35 1,90 1,62 1,57 2,75 2,44 3,25 1,96 2,56
0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,05 0,06 0,06 0,10 0,29 0,30 0,32 0,37 0,40 0,42 0,49 0,53 0,55 0,56 0,57 0,59 0,60 0,65 0,68 0,77 0,87 0,88 0,89 0,90
Figura 2: Gráfico de dispersão entre o IAV e o PCV dos bairros de Salvador. Por outro lado, nos bairros onde cresce o Índice de Área Verde, a correlação entre os dois valores apresenta significativa redução, chegando a apresentar valores amplamente dispersos 0823
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como o caso do bairro de Porto Seco Pirajá, onde o IAV apresenta o valor de 1.001,87 m²/hab enquanto que o PCV é de 6,47%. Tais valores referem-se à grande área superficial (1.114.255,32 m²), além da sua baixa população (72 habitantes), o que se justifica pela dinâmica econômica do bairro, onde predominam galpões de armazenamento de produtos devido à sua proximidade com a BR-324, principal via de entrada e saída da cidade. Destacam-se ainda os bairros onde estão localizados os parques metropolitanos (Pituaçu São Bartolomeu e da Represa) e as ilhas localizadas na Baía de Todos os Santos (Ilhas de Maré e dos Frades) onde o IAV apresenta altos valores devido às áreas de vegetação preservada, a exemplo dos bairros de Valéria (179,29 m²/hab), Pirajá (200,85 m²/hab) e Pituaçu (167,42 m²/hab), além do bairro de São Tomé de Paripe que apresenta IAV de 614,08 m²/hab devido à presença da Base Naval de Aratu e do Quilombo Rio dos Macacos. 4. Conclusões De modo geral, tanto os PCV’s quanto os valores de IAV por bairro, estão diretamente associado com a forma de ocupação observada na cidade do Salvador. Observa-se que os maiores valores, considerando as áreas protegidas por leis ambientais, correspondem às zonas de expansão da cidade. Assim como as áreas que abrigam menores índices e valores de cobertura vegetal, concentram-se nas áreas de urbanização já consolidada. Áreas estas com característica de intensa urbanização e ocupação. De forma mais sistemática, pode-se afirmar que as áreas com cobertura vegetal de maior expressividade estão nas áreas menos ocupadas do Miolo e nas áreas de expansão do vetor Norte, e as áreas de menor cobertura vegetal concentradas na área central e subúrbio ferroviário. Essas constatações reafirmam a característica de expansão da cidade do Salvador, do ponto de vista de uma ocupação concentrada em detrimento de uma intensa degradação da massa verde de seu território. A análise do diagnóstico das condições de distribuição e estado de conservação das áreas verdes da cidade se faz importante, pois a sua ausência afeta diretamente a qualidade de vida da população, já que sua retirada contribui para alteração do solo, dos ecossistemas, com a poluição dos rios e do ar e negativamente na estética das cidades. Segundo Souza (2009) apud Nucci (2001, p.198) as áreas verdes desempenham três funções vitais: “ecológica, estética e lazer”. Portanto, a presença dessas áreas no espaço urbano de uma cidade pode contribuir para melhoria do microclima, teria a função de filtrar o ar, reduzir poluentes e contribuir para beleza cênica, além de minimizar problemas ambientais. Conforme comentado anteriormente, a SBAU sugere para uma ambiência adequada, as cidades deveriam ter no mínimo 15 m²/hab de áreas verdes públicas. Associando essa recomendação para os bairros de Salvador (mesmo sem fazer essa distinção entre áreas públicas e privadas), encontraram-se valores acima do recomendável. Contudo, ao analisarmos a expansão acelerada da urbanização juntamente com uma ideologia de degradação, percebe-se que esses valores tendem a cair. A análise pura dos dados encontrados poderia até ludibriar o processo de degradação que ocorre na cidade, mas ao observar os dados, é possível perceber que os valores relativamente altos da presença de áreas verdes em Salvador, não está associado a uma política de conservação. Apenas são áreas que sofrem restrição de lei ambiental ou ainda não completaram seu processo de expansão e consolidação da urbanização. Tal degradação afetará sistematicamente a qualidade ambiental da cidade e o modo como a população se apropria da mesma. 5. Agradecimentos À Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia (CONDER), na pessoa de Fernando Cabussú e Claudio Pelosi, ambos Coordenador e Subcoordenador 0824
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respectivamente do INFORMS (Sistema de Informações Geográficas Urbanas do Estado da Bahia) e a SEI (Superintendência de Estudos Sociais e Econômicos do Estado da Bahia) na pessoa do seu Diretor de Informações Geoambiental, Antônio José Cunha, pela liberação das informações necessárias à realização desta pesquisa. 6. Referências CÂMARA, G. et al. SPRING: Integrating remote sensing and GIS by object- oriented data modelling. Computers & Graphics, n.20, v.3, p.395-403, 1996. CAMPELLO, C. C. Áreas Verdes - Índices que Sustentam a Vida. São Paulo: Ministério Público de São Paulo, 2008. Disponível em: Acessado em: 16.nov.2012. DPI/INPE. Manuais: Tutoriais de geoprocessamento. Disponível em: < http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/tutorial/classific.html>. Acesso em: 14.nov.2012 GUIMARÃES C. R. Evolução e Índice de Proteção das Áreas Vegetadas de Belo Horizonte. Belo Horizonte. Monografia de Especialização. Departamento de Cartografia. Instituto de Geociências. Universidade Federal de Minas Gerais, 2010 NOVO. E. M. L. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. São Paulo: Blucher, 2008. 363 p. MACHADO, R.R.B. et al. Evolução temporal (2000-2006) da cobertura vegetal na zona urbana do município de Teresina – Piauí – Brasil. Piracicaba: REVSBAU, v.5, n.3, p.97-112, 2010.
MELO & SOUZA R. Planejamento e Sustentabilidade: conceitos e práticas. São Cristovão: Editora UFS, 2009. PEREIRA, M. C. et al. Comparação de índices e espacialização da cobertura vegetal arbórea dos bairros centro de duas metrópoles brasileiras: Belo Horizonte e Porto Alegre. Piracicaba: REVSBAU, , v.5, n.1, p.106-125, 2010
SANTOS, A. R. et al. SPRING 5.1.2: passo a passo: aplicações práticas. Alegre: CAUFES, 2010. 153 p. Disponível em: < http://www.mundogeomatica.com.br/spring5x.htm >. Acesso em 05.nov.2012. SANTOS, E. et al. O caminho das águas em Salvador: Bacias hidrográficas, bairros e fontes. Salvador: CIAGS/UFBA; SEMA, 2010. SBAU. Carta à Londrina e Ibiporã. In: Boletim Informativo, v. 3, n. 5, p. 3, 1996. WEICHELT et al. The RapidEye red edge band. 2012. Disponível em: . Acesso em 15.set.2012.
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