Utilização de imagens do sistema orbital Landsat para avaliação espaço-temporal da temperatura na superfície terrestre: estudo de caso na região da AMREC, SC

Abstract

O conhecimento da dinâmica da temperatura de superfície terrestre é importante em vários aspectos, como a identificação de ilhas de calor, planejamento de áreas verdes, subsídio para unidades de conservação, entre outros. O objetivo desta pesquisa foi avaliar numa dimensão espaço-temporal a temperatura da superfície terrestre por meio da análise de imagens orbitais. Para estabelecer fatores preponderantes ao seu comportamento, foram elaborados mapas temáticos de uso e ocupação da terra para os anos: 2000, 2002, 2003, 2006, 2008, 2009, 2012 e 2013. A área de estudo utilizada neste trabalho foi a AMREC – SC (Associação dos Municípios da Região Carbonífera), pois ela possui, em sua extensão, variadas classes de uso do solo, com locais de cobertura vegetal arbórea, áreas descobertas, áreas de lavouras temporárias, silvicultura, pastagens, centros urbanos e áreas degradadas pela mineração de carvão mineral. Os sistemas orbitais escolhidos para a aquisição de imagens foram o Landsat 7 e Landsat 8, os quais satisfazem a cobertura de toda a área de estudo nas imagens da órbita 220 e ponto 80. A escolha das imagens levou em consideração as médias mensais das estações meteorológicas de Urussanga e de Orleans, optando-se pelo mês mais quente com maior resolução espacial de imagens disponíveis a uma cobertura de nuvens menor que 10%. Os algoritmos utilizados na obtenção da temperatura da superfície terrestre foram implementados no software ArcGis 10.3, obedecendo a seguinte ordem: conversão do número digital para radiância, conversão da radiância para temperatura de brilho, cálculo do NDVI, cálculo da proporção de vegetação, determinação da emissividade e, por fim, a determinação da temperatura de superfície. As classes de uso do solo utilizadas no presente estudo foram divididas em área urbana, mineração, agricultura, vegetação arbórea, duna, área descoberta e corpo d’água continental, sendo que para esta última classe foram adotadas bases vetoriais secundárias de massas de água e trechos de drenagem. Os resultados de temperatura da superfície terrestre obtidos para a área de estudo permitiram observar certas relações espaciais entre temperatura e uso do solo, com a predominância de temperaturas médias e picos mais altos em municípios onde as classes de uso do solo são aquelas mais antropizadas (áreas urbanas, descobertas ou mesmo de agricultura). Ao longo do tempo as temperaturas médias encontradas para toda a região da AMREC variaram de 22,55 °C a 26,97 °C. Ocorreram várias mudanças no uso e ocupação da terra, com aumento da área urbana e área descoberta em 104% e 529%, respectivamente, e a diminuição da área de mineração em 89%. As correlações estabelecidas não foram significativas para as temperaturas com as classes de uso do solo, mas foram significantes e com correlação alta entre alguns usos do solo, tais como agricultura e área descoberta (-0,94) e área urbana e agricultura (-0,82). A obtenção de mais imagens, bem como a utilização de outras variáveis como ventos, umidade do solo, altitude, população, Produto Interno Bruto, entre outras, se faz necessária para extrair análises mais precisas do comportamento da temperatura da superfície terrestre.