Fabio Bertini Godoy

Henrique Frasson de Souza Mário

Davide Franco

1. Introdução

Florianópolis, a capital do Estado de Santa Catarina, está situada em sua maior parte na Ilha de Santa Catarina. Suas quarenta e duas praias e vegetação exuberante, típica de mata atlântica e de restinga, lhe conferem um cenário de grande beleza natural associado a um clima de verões quentes. Estas qualidades que despertam anualmente o interesse de milhares de turistas brasileiros e estrangeiros também atraem ameaças ao equilíbrio e à conservação do estado saudável do ambiente.

A Lagoa da Conceição é uma laguna ligada ao mar pelo Canal da Barra da Lagoa, forma um sistema estuarino caracterizado por ecossistemas localizados na interface oceano/terra/atmosfera e, por isto, complexos e altamente produtivos. Nos estuários ocorrem importantes processos de mistura da água continental e oceânica. Como zonas de transição entre ambientes marinhos e fluviais, terrestres e aquáticos estão sujeitos a transformações nas mais diversas escalas de tempo e espaço. (KRUG; NOERNBERG, 2005)

A presente proposta visa analisar espacialmente aspectos do meio físico da região da Lagoa da Conceição, para contribuir ao estudo do ciclo hidrológico da bacia hidrográfica com a utilização de técnicas de sensoriamento remoto e Sistema de Informações Geográficas (SIG), as quais possibilitaram elaborar um documento síntese, didático e analítico.

Complementarmente ao trabalho de caracterização, foi realizada uma comparação deste estudo com o previsto no Plano Diretor Urbano (PDU) de Florianópolis através de um cruzamento de informações, por sobreposição de mapas. Procurou-se, assim identificar as principais áreas de conflito de ocupação da região com o previsto em lei municipal.

2. Área de Estudo

A Lagoa da Conceição situa-se porção leste da Ilha de Santa Catarina, município de Florianópolis, estado de Santa Catarina – Brasil entre os paralelos de 27°30’ e 27°37’ de Latitude Sul e entre os meridianos de 48°25’ e 48°29’ de Longitude a Oeste de Greenwich (figura 1).

FIGURA 1 - Localização da área de estudo

Fonte: Autor

A Lagoa da Conceição é ligada ao mar através de um canal longo e estreito. de 2,8km que ligam o corpo lagunar ao oceano (PEREIRA, 2004). O fluxo no canal foi garantido em 1982, com a retilinização, dragagem e com a construção de molhes na sua desembocadura no mar. Antes destas retificações era natural que a barra do canal fechasse por períodos indefinidos, (CECCA, 1997).

De acordo com os critérios do modelo de classificação de Strahler, seu clima é do subtipo subtropical úmido. Está inserida na região de clima temperado de categoria subquente, com temperatura média oscilando entre 18º e 15ºC no inverno e entre 26º 24ºC no verão. A temperatura média anual é de 20,4ºC (CECCA, 1997).

Aproximadamente 35 afluentes e dois canais de drenagem desembocam no corpo lagunar (BARBOSA, 2003). O principal aporte de água doce é o Rio João Gualberto Soares, que está inserido em uma microbacia com área de drenagem de 4 km² no Distrito de São João do Rio Vermelho (DUTRA, 1991). Existem, na borda Oeste, córregos que nascem no Embasamento Cristalino adjacente, como o Rio Cachoeiras, porém estes com pequena vazão. Na parte Sul, segundo Odebrecht e Caruso Gomes Jr. (1999), ocorre aporte de água doce através de infiltração pelo subsolo. O aporte de água do mar se dá através do canal da Barra da Lagoa.

A maioria dos autores enquadra a vegetação da Ilha em duas regiões botânicas: Vegetação Litorânea e Floresta Pluvial da Encosta Atlântica (também chamada de Floresta Ombrófila Densa) (CECCA, 1997).

Estudos feitos por Caruso (1990) demonstram que 83,2% das florestas, 6,7% dos mangues e 5,8% da vegetação de praia, duna e restinga, ou seja, 69,5% da cobertura vegetal total haviam sido desmatados até 1938. Tendo este número aumentado para 76,1% até o ano de 1978.

A bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição (na qual se estabeleceu a freguesia de Nossa Senhora da Conceição da Lagoa) apresenta ocupação humana desde milênios atrás. Os primeiros povos a habitar a Ilha de Santa Catarina foram os povos dos sambaquis há cerca de 5.000 anos. A freguesia da Nossa Senhora da Conceição da Lagoa foi fundada para fixar parte das famílias de imigrantes das ilhas de Açores e Madeira a partir de 1750. (CECCA, 1997). No século XIX a farinha de mandioca se tornou o principal produto de exportação da Ilha de Santa Catarina e no século XX, a pesca passou a ser produtora de renda (CECCA, 1997).

Atualmente a Bacia Hidrográfica da Lagoa da Conceição é habitada tanto pela comunidade nativa como por grupos de diferentes regiões do País e do exterior. Em 2000, o censo do IBGE apontava 23.929 habitantes (IBGE, 2000).

3. Materiais e Métodos

As informações foram processadas com a utilização de um scanner A4, microcomputador com processador Atlhon XP 2000, placa mãe ASUS A7N8X-X, HD 80Gb, 1 Gb Ram DDR 400, placa de vídeo G-Force MX 4000 64 Mb e CD-ROM. Foram utilizadas fotografias aéreas referentes ao ano de 2004, em escala original de 1:8000, imagens do satélite CBERS-2 (banda 2, 3 e 4) e a base cartográfica digital, contendo as curvas de nível eqüidistantes em 20 metros, a hidrografia, os limites e o sistema viário

O desenvolvimento do trabalho iniciou-se com a criação de um banco de dados geográficos (BDG) no SPRING As informações da base cartográfica digital em formato DXF - AutoCAD foram registradas no banco dados geográficos criado no SPRING, utilizando-se a projeção UTM (Universal Transversa de Mercator), que incorpora os dois sistemas de coordenadas geográfica e plana. O datum utilizado foi o SAD 69 (South América Datum 1969). Neste trabalho foi utilizada metodologia semelhante à de Mario (2003) para o georeferenciamento das fotografias aéreas e classificação temática da área de estudo.

A elaboração das cartas foi realidade com o uso do Scarta, módulo do sistema SPRING para a criação de cartas, utilizando-se as informações da base cartográfica e as informações geradas neste estudo.

A área de estudo foi delimitada pelo limite da bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição, traçado a partir das curvas de nível e hidrografia pertencentes ao banco de dados. Neste traçado delimitou-se uma área de captação de águas pluviais correspondente a 82,30 km2. Com o intuito de estabelecer uma correspondência com os limites sugeridos por IPUF (2006); Hauff (1996) e EPAGRI/CIRAM (2006) a área de estudo ficou delimitada em uma superfície de 91,46 km2. Estes cálculos de área foram realizados por meio de ferramenta de operações métricas incorporadas ao sistema SPRING.

As fotografias fornecidas pelo IPUF (2004) foram digitalizadas através de scanner tamanho A4, com resolução de 300 dpi e salvas em formato TIFF. Estas imagens foram reduzidas e sua escala alterada para 1:50.000. Em seguida, as fotografias foram transformadas para o formato GRIB no Impima.

Foi realizado um mosaico com o auxílio do aplicativo CorelDRAW, para isto foram inseridos seis pontos cujas coordenadas eram conhecidas para o referenciamento da imagem. Este mosaico foi exportado em formato TIFF e salvo no formato GRIB pelo módulo Impima. Esta imagem foi corrigida geometricamente e georreferenciada no sistema SPRING. Na retificação da imagem foi empregado o polinômio de 1a ordem para correção espacial da imagem. Esta correção mostrou-se satisfatória e adequada ao número de pontos de controle. Terminado o processo de retificação, obteve-se um erro médio quadrático de 0,7 pixel.

A resolução espacial da imagem digital gerada foi calculada fundamentada no conceito de Distância Correspondente do Terreno (DCT) citada por Fitz (2005). Onde:

            DCT= N/R, sendo, N o denomidor na escala e R a resolução da imagem em dpi, desta forma temos, N= 50.000 e R = 300 dpi

            DCT= 167”= 417 cm ou aproximadamente 4,5 metros.

Cada pixel apresenta uma resolução espacial de 4,5x4,5m. O erro médio referente ao processo de retificação corresponde, neste caso a 3,5 metros.

O processo de montagem no CorelDRAW apresentou alguns erros referentes ao deslocamento de objetos, este erro gráfico, foi calculado segundo Fitz (2005)

            E=e*Ns, onde e= erro gráfico em metros, E=erro correspondente no terreno, em metros e Ns = denominador da escala de saida (E= 1/ Ns).

Onde o erro correspondente médio no terreno, medido por meio de ferramentas do sistema SPRING foi de 30 metros. A escala de saída dos mapas é 1:100.000, assim,

            e=30/100.000=0,0003 metros ou 0,3 mm

Valor dentro do limite aceitável para o erro gráfico (0,1mm a 0,3mm) (FITZ, 2005).

O resultado da montagem do mosaico e seu posterior georreferenciamento foi a criação do geo-campo fotos. Uma carta imagem do mosaico é apresentada na figura.2.

Foram inseridos aos BDG as bandas 2, 3 e 4 de imagens do satélite CBERS-2, referentes a novembro de 2006, de onde foi retirada a linha de margem do canal da barra. As imagens foram fornecidas pelo INPE (INPE, 2006), com resolução espacial de 20x20m.

A imagem CCD/CBERS-2 foi corrigida geometricamente. Utilizaram-se 8 pontos de controle, que foram coletados por meio de pontos notáveis com apoio da base cartográfica. Na retificação da imagem foi empregado o mesmo processo do mosaico das fotografias, cujo erro médio quadrático foi de 0,95 pixel

Foram realizadas algumas combinações de bandas para cada cor no sistema Red, Blue, Green (RBG), sendo que o melhor contorno da linha de margem do canal foi conseguido em tons de cinza, acionando-se a monocromática na Banda 4.

A divisão das classes de cobertura do solo foi realizada com o auxílio de técnicas de Processamento Digital de Imagem, implementadas no sistema SPRING. Sobre o geocampo fotos foi feita uma segmentação de imagens pelo método de crescimento de regiões. Após algumas tentativas de segmentação adotou-se similaridade igual a 40 e área de pixel igual a 500.

O resultado da segmentação do mosaico foi exportado para um modelo de dados temático onde foi realizado o processo de correção dos limites ente as diferentes unidades de uso e cobertura através do recurso de edição vetorial para então poder-se constituir polígonos. Uma vez definida a topologia, cada polígono poderá então ser associado a uma classe temática (INPE. 2005).

A formação de polígonos que representam as diferentes áreas associados aos diferentes usos foi feita através da análise visual em tela da composição colorida com os dados resultantes da segmentação sobrepostos à imagem. Desta maneira as operações de interpretação visual e edição vetorial foram concomitantes. A interpretação visual foi realizada após a elaboração de uma chave de fotointerpretação, conforme Novo (1993) apud Silva et al.(2005), onde foram considerados os seguintes elementos de fotointerpretação: textura, cor e forma, conforme tabela 1. Para o reconhecimento das diferentes feições foram utilizadas escalas na faixa de 1:10.000 a 1:4.000. Desta forma, conseguiram-se identificar e mapear as categorias de uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição especificadas na tabela 1 e descritas a seguir.

TABELA 1- Chave de fotointerpretação.

Fonte: Elaboração própria a partir de  Silva et al. (2005).

• Vegetação Arbórea: corresponde à cobertura vegetal natural ou reflorestada de porte arbóreo.

• Pastagens ou áreas de vegetação suprimida: áreas onde ocorre a supressão da vegetação natural coberta por vegetação herbácea gramínea, cultivo ou solo exposto.

• Áreas Urbanas: refere-se à parte da superfície em que estão presentes edificações como vilas, bairros e outras áreas com construções isoladas das concentrações urbanas.

• Dunas Descobertas: área de dunas sem cobertura vegetal.

• Dunas Cobertas por Vegetação: área de dunas recobertas por vegetação natural de porte arbóreo arbustivo.

• Água: constituem os reservatórios de águas naturais como a laguna e o seu canal de ligação com o oceano.

• Praias: região costeira com areia e, em alguns casos, com cobertura com vegetação de restinga.

• Sem Classe são áreas onde não foi possível nenhuma identificação, por falta de fotografias ou por cobertura de nuvens.

Realizados todos os processamentos, foram elaborados uma carta imagem (figura 2) e um mapa índice de uso e cobertura do solo da Lagoa da Conceição (figura 3). Os mapas foram realizados com a utilização do módulo Scarta do sistema SPRING 4.2. Estes produtos foram exportados para o módulo IPLOT do SPRING 4.2 que possibilita a impressão do documento ou e exportação em formato JPEG.

Primeiramente as imagens do mapa de zoneamento disponível no site do IPUF (IPUF, 2006) foram transformadas para arquivos GRIB com o uso do Impima. O georreferencimento e a correção geométrica das imagens foram feitos em processo semelhante ao empregado nas fotografias aéreas, apresentando um erro médio quadrático da ordem de 0,5 pixels. O mosaico formado de toda a área de estudo foi então, vetorizado e classificado. Estes dados vetorizados foram convertidos em dado matricial para posteriormente serem cruzados e comparados com os dados de uso e cobertura, possibilitando averiguar qual o nível de concordância entre as diretrizes municipais e a ocupação humana.

O Plano Diretor de Florianópolis vigente foi aprovado em dezembro de 1996 (Lei Complementar nº 001/97). Mas desde 1985, devido ao desenvolvimento turístico da Ilha, foi aprovado o Plano Diretor dos Balneários (lei nº 2193/85), que abrange todos os seus distritos, dentre eles, o distrito da Lagoa da Conceição. O macro-zoneamento divide a área urbana divide a área urbana do município de Florianópolis em zona urbana e zona rural. A área de estudo deste trabalho abrange a zona urbana. A zona urbana está dividida nas seguintes categorias:

            - Áreas de Usos Urbanos

            - Áreas de Execução de Serviços Públicos

            - Áreas de Usos Não Urbanos

            - Áreas Especiais: que estão sobrepostas a outras áreas do zoneamento

3. Resultados e conclusões

A partir das curvas de nível e da hidrografia foi possível traçar os limites da bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição. Esta área de 82,30 Km2, responsável pela captação natural da água da precipitação, converge os escoamentos superficiais para o seu exutório, o Canal da Barra da Lagoa. A figura 2 ilustra a carta imagem geraqda a partir do mosaico das imagens aéreas.

Figura 2 – Carta Imagem realizada a partir das fotografias aéreas.

Para estabelecer uma área correspondente às sugeridas por EPAGRI /CIRAM (2006); Hauff (1996) e pelo zoneamento do Plano Diretor de Florianópolis (IPUF, 2006), anexaram-se à área de estudo as áreas das dunas da Joaquina (6,31 Km2) e Moçambique com (4,80 Km2). A área terrestre caracterizada neste estudo corresponde a 70,65 Km2 e uma área de 20,81 Km2 de ambiente aquático com menos de 1% de vegetação lagunar superficial (0,85 %), totalizando 91,46 Km2.

A análise da área terrestre considerada apresentou uma distribuição espacial com 55,39% de cobertura vegetal arbórea; 17,86% de área urbana; 11,95% por área com vegetação suprimida e 13,67% de região de dunas e praias. Também foi observada uma área relativa de 1,13% que não pode ser classificada por falta de fotografias ou por imagens recobertas por nuvens. A figura 3 mostra a distribuição espacial da cobertura e uso do solo encontrada neste trabalho.

Figura 3 – Mapa Índice do uso e cobertura do solo da Lagoa da Conceição.

Além do mapeamento do uso e cobertura do solo e da comparação com o plano diretor, o estudo alcançou resultados inesperados, como a constatação de que a linha de margem obtida através das fotografias e das imagens do satélite CBERS difere da base cartográfica do IPUF (1979); estas diferenças ficaram mais evidentes ao longo do canal de comunicação com o oceano e na margem sul do subsistema central, como verificado anteriormente por Koefender (2005) em trabalho de campo. Embora as imagens CCD/CBERS-2 fossem em resolução inferior às fotografias, constituiram-se em uma importante ferramenta auxiliar na delimitação dos limites entre os ambientes terrestre e aquático. A base cartográfica também se mostrou bastante defasada nas informações de arruamentos, sendo muitas vias observadas nas fotografias não cadastradas na base cartográfica.

4. Considerações finais

Os resultados obtidos neste estudo para a área delimitada nos permitiram observar que o Plano Diretor nem sempre é respeitado pela ocupação e que, em algumas áreas, o mapa disponibilizado (IPUF, 2006) se mostrou impreciso e conflitante com o item VI do 21º parágrafo da Lei Complementar n 001/97 que estipula 33 metros de APP no entorno de corpos d’água influenciados pela maré como é o caso da laguna e de seu canal na Barra da Lagoa. Nesta faixa de 33 metros, é possível encontrar Área Turística Residencial (ATR), Área Turística Exclusiva (ATE), Área Residencial Predominante (ARP), Área Residencial Exclusiva (ARE), ou mesmo Área de Preservação Limitada (APL) e Área Verde de Lazer (AVL).

O zoneamento urbano designa aproximadamente 63 % da área terrestre para área de proteção permanente (APP), contudo observou-se que aproximadamente 11% de APP é ocupada por locais de pastagens ou com vegetação suprimida, construções e vias que garantem acesso e constituem fator contribuinte a ações antrópicas prejudiciais ao meio ambiente.

A área delimitada como Área de Exploração Rural (AER), de uso não urbano, localizada no norte da bacia hidrográfica, no Distrito de São João do Rio Vermelho, corresponde à região hidrográfica do Rio Gualberto e está ocupada em 62,77% com uso urbano o que pode estar acarretando alterações ambientais com a mudança da permeabilidade do solo e possíveis contaminações por dejetos humanos. A Área de Elemento Hídrico (AEH) delimitada principalmente nas margens do canal está ocupada em 57% com área urbana, embora este seja um valor elevado deve-se considerar que esta é uma região de conflito de informações sobre os limites hidrográficos do canal. Em comparação ao estudo de Godoy et al. (2006) constatou-se que 35,67% da área urbana encontram-se a uma faixa de 500 metros de distância da Lagoa, com as maiores concentrações urbanas nesta faixa ocorrendo no Distrito da Lagoa e da Barra da Lagoa. As áreas urbanas adjacentes ao corpo hídrico estão associadas a possíveis impactos ambientais, como a poluição das águas por esgotos domésticos, a impermeabilização da superfície do solo e o aporte na laguna de água de drenagem contaminada com hidrocarbonetos.

Nas regiões determinadas como residenciais apenas 20% resulta coberto por vegetação arbórea, o que representa grande densidade de construções, formação de grandes manchas urbanas e pode implicar em desconforto urbano e alterações no ciclo hidrológico.

A Lagoa da Conceição pode estar sofrendo impactos ambientais antropogênicos, como a ocupação de áreas de preservação permanente e o adensamento populacional sem infra-estrutura, o assoreamento do corpo d´água causado tanto pelo acúmulo de matéria orgânica como pelo carreamento de solo e a poluição das águas por esgotos domésticos oriundos de residências e atividades de serviço.

O presente estudo realizou o cruzamento de diversas informações ambientais, com o objetivo de fornecer subsídios ao estudo do ciclo hidrológico e à gestão ambiental integrada da bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição. Acredita-se, portanto que a análise espacial dos aspectos do meio físico, dos ambientes terrestre e aquático da região, com o uso de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento é de grande relevância e está completamente inserida no contexto da Engenharia Sanitária e Ambiental.

Referências

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Publicado em: 2008-05-09 (151 vizualização(ões))