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Uso do Solo: Os dados de uso do solo utilizados nessa etapa foram os dados mapeados,

gerados a partir da classificação não supervisionada pelo método ISODATAem imagens do

satélite LANDSAT5. O resultado pode ser verificado na figura 4.7.

Figura 4. 7–Mapa do uso do solo da RMG.

Elaborado por LINO, N. C. (2012).

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Municípios: Dado no formato shapefile disponibilizado pelo portal SIEG (Sistema Estadual

de Estatística e Informações Geográficas de Goiás) em escala 1:1.000.000. O dado vetorial

sofreu um recorte com a finalidade de selecionar apenas a área de interesse, sem, contudo,

sofrer alteração das características locais, podendo ser observado na figura 4.8.

Figura 4. 8–Municípios que compõe a RMG.

Elaborado por LINO, N. C. (2012).

Para a realização da modelagem, todos esses dados foram transformados para o

formato raster, com os pixels reamostrados para a resolução espacial de 30 m. Além disso,

o sistema de projeção cartográfica foi padronizado, estando todos no sistema de projeção

UTM, fuso 22, datum WGS-84. Esses dados foram utilizados na criação dos mapas de

evidências,

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que são os mapas utilizados em todos os processos envolvidos na modelagem do modelo

em questão.

Em seguida, iniciou-se o processo de cálculo da matriz de transição para se obter a

taxa de mudança da expansão entre os anos. Almeida et al. (2007) realça que, para os casos

de estimativas de taxas globais de transição em prognósticos, a cadeia ou modelo de

Markov deve ser usado. Esse modelo se destina a descrever certo tipo de processo, que

move uma sequência de passos por um conjunto de estados e cuja fórmula é apresentada na

equação 4.1.

Equação 4. 1 – Modelo de Markov:

Π (t+1) = PK

* Π (t),

onde Π (t) é um vetor coluna, com n elementos, representando a condição do sistema em

um tempo t particular, Π (t+1) é o vetor de ocupação nos n estados após o intervalo de

tempo t+1 e PK

é a matriz de probabilidades elevada a k passos de tempo do intervalo

considerado (HOBBS, 1983 apud ALMEIDA et al., 2007).

Posteriormente, para o cálculo das probabilidades de transição, utilizou-se o método

“pesos de evidências”, que é baseado no teorema de Bayes, também conhecido como

teorema das probabilidades das causas, que pressupõe a independência de eventos. Sendo

assim, um dos primeiros procedimentos na análise exploratória dos dados refere-se à

verificação de dependência entre os mapas de variáveis explicativas.

Segundo Câmara et al. (2001); Ribeiro (2010) e Ferreira et al. (2012), este método

identifica as probabilidades a priori e as probabilidades a posteriori de ocorrência da

expansão da área urbana levando em consideração a ocorrência prévia de outro evento,

denominado evidência. O peso de evidência, obtido por meio de uma tabulação cruzada

entre as variáveis e o mapa de mudança da mancha urbana, indica a influência de cada

faixa de distância das variáveis proximais ou de cada classe das variáveis categóricas para a

ocorrência da expansão urbana.

A partir dessas informações, foram gerados os mapas de probabilidades de áreas

urbanas futuras, ou seja, mapas de expansão para n ano, no caso, até 2060, a partir do

estado em que se encontrava a área de estudo no ano de 1989. Em seguida, realizou-seuma

avaliação das informações geradas. Isso foi realizado a partir de análises tanto visual quanto

estatísticas. De posse dos mapas de expansão da área urbana mapeados dos anos e 1989,

2000 e 2011, e

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dos mapas de tendência obtidos por meio da modelagem dinâmica, foi possível realizar essa

comparação e calcular o índice de similaridade entre os resultados obtidos.

No final da etapa, a partir de informações de como se deu o crescimento

populacional dos municípios da RMG entre os anos de 1991 e 2010, aplicaram-se métodos

estatísticos a fim de se determinar a quantidade de pessoas residentes em áreas urbanas até

o ano de 2060.

A terceira etapa consistiu na elaboração dos dados para o mapeamento das áreas com

vulnerabilidade natural e áreas protegidas pelas legislações ambientais na RMG. A figura

4.9 apresenta os procedimentos realizados nesta etapa do trabalho.

Figura 4. 9 - Procedimentos executados para elaboração dos dados de para análise de vulnerabilidade e áreas de proteção previstas em leis ambientais.

Elaborado por LINO, N. C. (2013).

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Para essa etapa foram selecionados os dados de hidrografia e os dados de relevo

elaborados no projeto Topodata, cuja aquisição foi mencionada na primeira etapa. Com os

dados selecionados, realizou-se a adequação da projeção cartográfica dos mesmos.

A partir dos dados de hidrografia, elaborou-se o mapeamento das Áreas de

Preservação Permanente. Para a criação desses dados, levou-se em consideração, para toda

a área da RMG, o Plano Diretor de Goiânia - PDG (2007), por apresentar condições

mais favoráveis à preservação do meio ambiente. De acordo com o PDG, são consideradas

áreas de preservação permanente, os critérios estabelecidos no artigo 106, que diz que:

“No Município de Goiânia consideram-se Áreas de Preservação Permanente – APP’s: as faixas bilaterais contíguas aos cursos d’água temporários e permanentes, com largura mínima de 50m (cinquenta metros), a partir das margens ou cota de inundação para todos os córregos; de 100m (cem metros) para o Rio Meia Ponte e os Ribeirões Anicuns e João Leite, desde que tais dimensões propiciem a preservação de suas planícies de inundação ou várzeas; as áreas circundantes das nascentes permanentes e temporárias, de córrego, ribeirão e rio, com um raio de no mínimo 100m (cemmetros), podendo o órgão municipal competente ampliar esses limites, visando proteger a faixa de afloramento do lençol freático; os topos e encostas dos morros do Mendanha, Serrinha, Santo Antônio e do Além, bem assim os topos e encostas daqueles morros situados entre a BR – 153 e o Ribeirão João Leite; as faixas de 50m (cinquenta metros) circundantes aos lagos, lagoas e reservatórios d’águas naturais medidos horizontalmente desde o seu nível mais alto; as encostas com vegetação ou partes destas com declividade superior a 40% (quarenta por cento); todas as áreas recobertas por florestas nativas, bem como cerrado ou savana, identificáveis e delimitáveis dentro do perímetro do território do Município, aquelas pertencentes à Macrozona Construída, identificadas no levantamento aerofotogramétrico de julho de 1988 e, também, todas aquelas identificadas na nova Carta de Risco de Goiânia a ser editada, ressalvando-se as áreas de matas secas que ficarão sujeitos a análise técnica específica.”

A partir dessas informações, gerou-se um buffer de 100 metros para todas as

nascentes, para os Ribeirões Anicuns e João Leite, para o Rio Meia Ponte e para o

reservatório formado pela barragem do ribeirão João Leite. Para as demais áreas, gerou-se

um buffer de 50 metros a partir das margens ou cota de inundação para todos os cursos

d’água.O bufferé uma análise de proximidade ondeuma nova área é delimitada em torno de

uma determinada feição.

Com os dados do Topodata, elaborou-se o mapa do fator LS, que se trata de um fator

topográfico relacionado à erosão. De acordo com Salgado, Formaggio e Rudorff (2011), o

comprimento de rampa (slopelength - L) e a declividade (slopesteepness - S) foram

asprimeiras variáveis topográficas utilizadas para se equacionar os processos erosivos.

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Ocálculo de tais variáveis topográficas passou a ser utilizado para estimar o fator

topográfico (LS) empregado pelos modelos empíricos de perdas de solo, como no caso da

equação Universal Soil Loss Equation (USLE), utilizada no software utilizado nesse

trabalho.

Ainda segundo Salgado, Formaggio e Rudorff (2011), “o fator LS, em sua concepção

original, expressa matematicamente a relação empírica entre as perdas de solo medidas em

determinadas condições topográficas e a perda de solo observada em condições de

experimentação (i.e. λ = 22,1m e d = 9%). Este fator é adimensional por se tratar de uma

relação entre valores de perda de solo”. Na USLE o fator LS é calculado de acordo com a

equação 4.2:

Equação 4. 2 – Cálculo do Fator LS:

λL x S = ( m) x (0,043 d x 0,3 d x² 0,43 )22,1 6,613

onde λ corresponde ao comprimento de rampa, d equivale à declividade expressa em

percentagem e m é um expoente que varia conforme os valores de d (i.e. m = 0,3 se d ≤ 3%,

m = 0,4 se d = 4% e m = 0,5 se d ≥ 5%).

Em seguida, utilizando-se o Topodata, elaborou-se o mapa do wetness index, que

está relacionado com as condições de umidade do solo, indicando as tendências de

saturação. Quanto mais elevado for o valor desse índice em um pixel, mais elevada será a

umidade encontrada. O índice de umidade é calculado de acordo com a equação 4.3:

Equação 4. 3 - Índice de umidade:

WI =a

ln(S)

onde a é a área de captação específica e S é a inclinação do terreno.

Finalizando a utilização do Topodata nessa etapa do trabalho, elaborou-se o mapa de

declividade e em seguida, a vetorização das áreas de interesse, ou seja, aquelas áreas cuja

declividade é igual ou superior a 40%.

Para análise dessa etapa, ainda foram consideradas as unidades de conservação

7(U.C.), que de acordo com o PDG (2007) “são espaços territoriais e seus recursos

ambientais,

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incluindo as águas jurisdicionais com características naturais relevantes, legalmente

instituídos pelo Poder Público com objetivos de conservação e limites definidos, sob

regimeespecial de administração, ao qual se aplicam garantias adequadas de proteção.”

Finalmente, a partir dos pontos de captação de água para abastecimento público,

realizou-se a delimitação automática das bacias hidrográficas de captação para

abastecimento público da RMG. O delineamento foi realizado de forma automática através

do programa de SIG utilizado no trabalho. Segundo Lino, Ferreira e Silva (2011), para a

delimitação das áreas da bacia, o programa subdivide o processamento em etapas, sendo

elas: direção de fluxo, acumulação de fluxo, delineamento da rede de drenagem e

delineamento das bacias hidrográficas. Como resultado, obtiveram-se as bacias de captação

que abastecem a população residente na RMG.

A quarta etapa consistiu na elaboração dos dados para o mapeamento das áreas com

vulnerabilidade natural e áreas protegidas pelas legislações ambientais na RMG. Afigura

4.10apresenta os procedimentos realizados nesta etapa do trabalho.

Figura 4. 10 - Procedimentos executados avaliação dos impactos socioambientais causados pela expansão das áreas urbanas da RMG.

Elaborado por LINO, N. C. (2013)

Primeiramente, com os dados gerados na etapa anterior, (Áreas de preservação

permanente de Hidrografia e Declividade, Índice de Umidade, Fator LS e Unidades de

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Conservação) juntamente com os dados gerados na primeira etapa (uso do solo da RMG

para o ano de 2011), foi possível avaliar o atual índice de degradação dessas áreas.

Posteriormente, realizou-se o cruzamento dos mesmos dados do uso do solo da

RMG com as bacias de captação para abastecimento público a fim de se analisar o

percentual de degradação das mesmas.

Em seguida, os dados gerados pelamodelagem da expansão da RMG até o ano de

2060 foram selecionados. Um novo cruzamento de dados foi realizado para se obter os

mapas de uso do solo para os anos analisados, considerando que a maior alteração ocorrerá

somente nas áreas urbanizadas. Foi realizado um erase,que é um procedimento realizado

para extrair dados que se sobrepõem e em seguida realizado um merge desse resultado para

inserir a área urbana do ano de interesse no uso do solo já existente. Esse procedimento foi

realizado para os anos de 2020, 2030, 2040, 2050 e 2060. O resultado foi a criação dos

mapas de tendência de degradação da RMG até o ano de 2060.

Finalmente, de posse das informações geradas com esses procedimentos, avaliaram-

se os possíveis impactos socioambientais causados pelo processo de urbanização na área de

estudo.

A quinta etapa consistiu na elaboração do mapeamento das áreas impermeáveis para

o município de Goiânia. A figura 4.11 ilustra os procedimentos realizados para obtenção

dos dados de áreas de permeabilidade e impermeabilidade.

O trabalho teve início a partir do processamento de dados altimétricos obtidos por

laser scanning, na área urbana do município de Goiânia. Nesse levantamento, realizado pela

empresa Topocart e processadas pela empresa Viasat Geotecnologia, que gentilmente

forneceu a imagem para o estudo, foram obtidos dois pontos de laser, por metro quadrado.

Os dados de laser são foram armazenados em arquivos do tipo LAS com

informações referentes ao levantamento realizado, como coordenadas dos pontos e as

respectivas classes temáticas da superfície de ocorrência do ponto (terreno, edificação,

vegetação, etc.). Esses dados foram convertidos, para pontos no formato shapefile. Para a

conversão, utilizou-se uma ferramenta de integração ao software empregado para o

processamento desses dados. Primeiramente realizou-se a extração das informações

contidas no arquivo LAS, em seguida realizou-se a conversão entreos formatos. Como a

quantidade de informações geradas pelo laser scanner é extremamente alta, efetuou-se a

automatização do procedimento por meio de técnicas de programação, diminuindo-se assim

o tempo gasto nesta etapa do estudo.

5

Figura 4. 11 - Procedimentos executados para avaliação das áreas impermeáveis de Goiânia.

Elaborado por LINO, N. C. (2013).

Como resultado dessa etapa, foram gerados arquivos shapefiles contendoas

informações do tipo de superfície de ponto. Em seguida, foi realizada a transformação

desses arquivos em arquivos para a estrutura matricial, para mapear as áreas impermeáveis.

Finalmente, foi produzido o mapeamento das áreas impermeáveis de Goiânia, devido à

presença de edificações, em estrutura vetorial de polígonos. No entanto, foi ainda

necessário realizar o processamento das fotografias aéreas de Goiânia, pois no caso de

dados de laser sobre o terreno, não é possível discriminar os pontos que estão sobre áreas

impermeáveis (asfalto, concreto, calçamento) e áreas permeáveis (solo exposto e gramado).

A imagem do município de Goiânia, com resolução espacial de 10 centímetros, para

o mapeamento 1:1000 da área urbana do município, encontra-se dividida em pequenas

partes. Realizou-se o mosaico da imagem e, juntamente com os dados obtidos na etapa

anterior,

5

realizou-se uma inspeção visual a fim de se verificar a confiabilidade dos dados gerados

pelo levantamento com a utilização do laser scanning. Algumas classes apresentaram

pequenas divergências e sofreram correções. Ainda nessa etapa, realizou-se a extração das

áreas pavimentadas do município. Esse procedimento foi possível a partir da utilização dos

dados do Mapa Urbano Básico Digital de Goiânia (MUBDG), fornecidos pela Prefeitura de

Goiânia. Entre os dados disponíveis, encontra-se o shapefile da malha viária do

município. Como o dado é uma feição do tipo linear, criou-se de um buffer de 5mestros,

para que toda a área de ocupação das ruasfosse abrangida nos cálculos.

Após a realização desse conjunto de procedimentos, os dados foram classificados

emduas grandes classes, objeto de estudo desse trabalho: áreas permeáveis e áreas

impermeáveis. Com esse dado foi possível realizar a análisesespaciais e quantitativas das

áreas impermeabilizadas de Goiânia atualmente.

A última etapa consistiu na avaliação dos impactos decorrentes da urbanização de

Goiânia sobre as áreas vulneráveis e protegidas por leis. A figura 4.12 ilustra os

procedimentos realizados nesta etapa do trabalho.

Figura 4. 12 - Procedimentos executados para avaliação dos impactos decorrentes da urbanização no município de Goiânia.

5

Elaborado por LINO, N. C. (2013).

Para essa etapa foram selecionados os dados de hidrografia presentes no MUBDG e

os dados de relevo do Modelo Digital do Terreno (MDT) do município de Goiânia, com

resolução espacial de 5 metros.Os procedimentos para obtenção dos dados de áreas de

vulnerabilidade natural e áreas protegidas pelas legislações ambientais foram os mesmos

descritos no procedimento da terceira etapa, sendo alterados apenas os dados de entrada por

possuírem escala maior, ou seja, maior detalhamento da área.

A partir dos resultados obtidos pelos procedimentos executados e juntamente com o

resultado da classificação obtida na etapa 5, foi possível realizar a avaliação dos impactos

da urbanização de Goiânia sobre as áreas naturalmente vulneráveis e sobres as áreas de

proteção previstas em lei, também citadas na etapa 3.

5

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os mapas de uso do solo para os anos de 1980, 2000 e 2011 são apresentados nas

figuras 5.1, 5.2 e 5.3, respectivamente. O mapeamento multi-temporal realizado por meio

de imagens satelitárias permitiu a observação da alteração do uso do solo e como se deu

expansão urbana na RMG.

Figura 5. 1 - Mapa do uso do solo da RMG para o ano de 1989.

.Fonte: Elaborado por LINO, N.C. (2012).

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Figura 5. 2- Mapa do uso do solo da RMG para o ano 2000.

.Fonte: Elaborado por LINO, N.C. (2012).