Quantificação do verde urbano na área urbana da Região...
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Quantificação do Verde Urbano na Área Urbana da Região Administrativa de Águas Claras, por meio de Modelagem Espectral em Aerofotos Digitais (UltraCamXP) Wanessa Cristina Bernardo Fernandes 1 Gustavo Macedo de Mello Baptista 1 Edilson de Souza Bias 1 1 Universidade de Brasília - UnB/IG Caixa Postal 4465 - 70910-900 - Brasília - DF, Brasil {gmbaptista, edbias}@unb.br [email protected] Abstract. This study test the aerophotogrammetric system UltraCam XP to identify the carbon dioxide sink by vegetation in an urban area of Águas Claras, DF. This city is one of the biggest areas under construction in a Latin America. The adopted methodology was the CO 2 flux spectral model, by Rahman et al. (2000) that integrate the NDVI and sPRI. The results showed the urban area have much non photosynthetic than active vegetation. We identify other problem with the geometry of illumination. In shadow areas the results present high photosynthetic activity and in lighter areas, less activity. This problem is caused by sPRI that measure the light use efficiency in a photosynthetic process. We stimulate new studies to better understand the urban vegetation behavior. Palavras-chave: NDVI, sPRI, Carbon Dioxide Sink, NDVI, sPRI, Sequestro de Dióxido de Carbono. 1. Introdução A Região Administrativa de Águas Claras, localizada a 20 quilômetros do centro de Brasília, foi a vigésima região administrativa a ser estabelecida no Distrito Federal do Brasil. Projetada pelo arquiteto e urbanista Paulo Zimbres, começou a ser construída na década de 1990, sendo classificada como região administrativa a partir de 2003 por uma Lei Distrital. A área urbana, objeto do estudo, apresenta uma área de 9,3 km² e apresenta-se com elevada concentração populacional, com cerca de 60 mil habitantes. Contando com 415 edifícios habitados, 158 em construção e 458 lotes livres, totalizando uma amostragem de 1.031 lotes (constantes do projeto original da cidade), podendo ter prédios de até 28 andares, caracterizando um dos maiores canteiros de obras existentes da América Latina, segundo o Informativo sobre Águas Claras de 2009. A cidade possui um parque com uma área de aproximadamente 0,66 km², com uma pequena reserva de mata de galeria, que acompanha os pequenos cursos d’água que cruzam o mesmo, e dois pequenos lagos. O parque possui algumas árvores frutíferas, plantadas por antigos chacareiros que ali habitavam antes de sua implantação. Recentemente foram plantadas no parque 1.500 mudas de árvores do Cerrado, que fazem parte do Programa de Arborização 2009/2010 do Departamento de Parques e Jardins-DPJ da Novacap (http://www.novacap.df.gov.br). É importante ressaltar que a falta de arborização gera problemas como a baixa taxa de evapotranspiração e de interceptação de parte da água da chuva, além do sombreamento do solo diminuir, consideravelmente, a absorção da radiação solar excessiva que, sendo reemitida promoveria o aquecimento do ar. Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.1051 1051
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Quantificação do Verde Urbano na Área Urbana da Região Administrativa de Águas Claras, por meio de Modelagem Espectral em Aerofotos Digitais (UltraCamXP)
Wanessa Cristina Bernardo Fernandes1
Gustavo Macedo de Mello Baptista1 Edilson de Souza Bias1
1Universidade de Brasília - UnB/IG Caixa Postal 4465 - 70910-900 - Brasília - DF, Brasil
{gmbaptista, edbias}@unb.br [email protected]
Abstract. This study test the aerophotogrammetric system UltraCam XP to identify the carbon dioxide sink by vegetation in an urban area of Águas Claras, DF. This city is one of the biggest areas under construction in a Latin America. The adopted methodology was the CO2flux spectral model, by Rahman et al. (2000) that integrate the NDVI and sPRI. The results showed the urban area have much non photosynthetic than active vegetation. We identify other problem with the geometry of illumination. In shadow areas the results present high photosynthetic activity and in lighter areas, less activity. This problem is caused by sPRI that measure the light use efficiency in a photosynthetic process. We stimulate new studies to better understand the urban vegetation behavior. Palavras-chave: NDVI, sPRI, Carbon Dioxide Sink, NDVI, sPRI, Sequestro de Dióxido de Carbono.
1. Introdução A Região Administrativa de Águas Claras, localizada a 20 quilômetros do centro de Brasília, foi a vigésima região administrativa a ser estabelecida no Distrito Federal do Brasil. Projetada pelo arquiteto e urbanista Paulo Zimbres, começou a ser construída na década de 1990, sendo classificada como região administrativa a partir de 2003 por uma Lei Distrital.
A área urbana, objeto do estudo, apresenta uma área de 9,3 km² e apresenta-se com elevada concentração populacional, com cerca de 60 mil habitantes. Contando com 415 edifícios habitados, 158 em construção e 458 lotes livres, totalizando uma amostragem de 1.031 lotes (constantes do projeto original da cidade), podendo ter prédios de até 28 andares, caracterizando um dos maiores canteiros de obras existentes da América Latina, segundo o Informativo sobre Águas Claras de 2009.
A cidade possui um parque com uma área de aproximadamente 0,66 km², com uma pequena reserva de mata de galeria, que acompanha os pequenos cursos d’água que cruzam o mesmo, e dois pequenos lagos. O parque possui algumas árvores frutíferas, plantadas por antigos chacareiros que ali habitavam antes de sua implantação. Recentemente foram plantadas no parque 1.500 mudas de árvores do Cerrado, que fazem parte do Programa de Arborização 2009/2010 do Departamento de Parques e Jardins-DPJ da Novacap (http://www.novacap.df.gov.br).
É importante ressaltar que a falta de arborização gera problemas como a baixa taxa de evapotranspiração e de interceptação de parte da água da chuva, além do sombreamento do solo diminuir, consideravelmente, a absorção da radiação solar excessiva que, sendo reemitida promoveria o aquecimento do ar.
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.1051
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Areduçde liambi
O
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2. M
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ResoResoReso
Ban
As árvores ução do caloiberar vapoiente (Huan
F
O presente aCam XP eamento doutilizou-se a
Material e MA área urbntamento aem. Essas ce
A partir do mdas do senso
olução espaolução radioolução espe
da
urbanas sãoor global. Umor d’água
ng et al., 199
Figura 1 – P
estudo vispara identi
o fluxo de Ca área urban
Métodos bana da Rerofotogram
enas foram cmosaico ortor UltraCam
Tabeacial ométrica ectral
o eficientes pma árvore pna transpir
92) (Figura
Papel do ver
sa testar a ificar as vCO2 utilizanna da Região
Região Admmétrico realcedidas grattoretificado
m XP. A tabe
la 1 – Carac
Pan Azul Verde VermelhNIR
para atenuaplantada na ração, prod1).
erde urbano.
potencialidvariações dendo o modeo Administr
ministrativalizado em tuitamente Tdas aerofotela 1 aprese
cterísticas d
ho
ação do fenôcidade seq
duz sombre
. Adaptada d
dade das aee intensidaelo propostorativa de Ág
a de Águaagosto de Terracap, a tos 135 e 15enta os dado
do sensor Ul
ômeno das uestra CO2,eamento e
de Huang et
erofotografiade da vego por Rahmguas Claras.
as Claras 2009 com contratante
51 foram deos do sensor
ltraCam XP Até 1
Intervalo 3840485868
ilhas de ca, além dos sreduz a t
et al., 1992.
fias digitaisgetação, poman et al. (2.
(Figura 2)resolução
e do voo. esmembradar.
P é 0,02m 6 bits espectral (n
80 - 720 00 - 600 80 - 700 80 - 720 80 - 990
lor e para aseus efeitostemperatura
do sensoror meio do2000). Para
) teve seuespacial de
as as quatro
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F
CVegerelaçpico band
P2), qua abproce
Aproce
P
Figura 2 – L
Com a cenetação por ção existent
da reflectâdas 3 e 4 (Eq
Para gerar oue mede a r
bsorção da edimentos f
A fim de sedimento de
Para gerar o
Localização
na selecionaDiferença
te entre a abância que a quação 1).
o Índice de relação exis
radiação foram realiz
se reescaloescrito pela
CO2flux re
da área de
adas adotouNormalizadbsorção de vegetação
NDVI =
Reflectâncistente entre na faixa d
zados por m
BBPRI =
onar os valequação 3.
PsPRI =
ealizou-se a
fluxCO2
estudo, a árvermelh
u-se o proda (NDVI)
radiação papresenta n
4Banda4Banda+−
=
ia Fotoquímo pico de redo azul, f
meio do mód
Ba1BandaBa1Banda
+−
lores PRI p
21PRI +
multiplicaç
NxsPRIx =
rea urbana dho. ocedimento
(ROUSE epara a fotosna faixa do
3Banda3Banda
+−
mica (PRI)eflectância dforam utilizdulo transfo
2anda2anda
para valore
ção de sPRI
NDVI
de Águas Cl
de determet al., 1973síntese na f
o Infraverme
(GAMON eda vegetaçãzadas as brm > NDVI
es positivos
pelo NDVI
laras destac
minação do 3), que visafaixa do ve
melho próxim
et al., 1997ão na regiãobandas 1 eI do Envi.
s (sPRI) a
I.
cada em
Índice dea mapear aermelho e omo, com as
(Eq.1)
7) (Equaçãoo do verde ee 2. Esses
(Eq.2)
adotou-se o
(Eq.3)
(Eq.4)
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)
)
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Afotosresul
Fexpo
3. ReC
que nPorémpois cerca
F
IAlémfatornormarbórprobl
Após a deterssinteticameltado do moFinalmente, ortaram-se o
esultados eComo já foinormalmentm, o ano dea expectati
a de 250 mm
Figura 3 – C
sso acabou m disso, o mr limitante pmalmente rereos apreselemas com
Figura 4 –
rminação doente ativas odelo CO2flu
para calcuos intervalos
Discussão i ressaltadote represente 2009 apreiva era de um a mais.
ComportameN
reduzindo omês de agopara os estraessecada, o entam-se mo déficit híd
– Balanço h
o índice COdas não atiux foi fatiadular as áres por meio d
, as aerofotta o períodosentou um m
um montant
ento sazonaNormais Cl
o déficit dosto apresen
atos não lenque reduz
mais fotossdrico. Isso p
ídrico para
O2flux, utilizivas e para do utilizandeas, em kmdo módulo B
tos digitais o mais críticmês de abrite de precip
al da precipiimatológica
o mês de agontou precipinhosos, normz sua resposinteticamenpode ser per
a Estação B
zou-se o hisa visualiza
do o módulom2, de cadBand Thres
foram obtidco em termoil atípico copitação da o
itação no DFas. Fonte: IN
osto, para aitação da ormalmente a osta fotossinnte ativas, rcebido no r
Brasília do I
stograma vição da ativ
o Density Slda uma dasshould to RO
das no mêsos de umidaomo pode seordem de 10
F para o anoNMET.
algo entornordem de 50gramínea a
ntética. Já apois não
resultado de
INMET par
isando sepavidade fotoslice do Envis faixas seOI.
s de agosto ade no Distre observar n00 mm, por
o de 2009 e
o de 40 mm0 mm. Comacaba por apas áreas co apresentae NDVI (Fi
ra o ano de 2
arar as áreasssintética, oi. egmentadas
de 2009, orito Federal.na Figura 3,rém choveu
e para as
(Figura 4).mo a água épresentar-seom estratosm grandesgura 5).
2009.
s o
s
o . ,
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. é e s s
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A
desseassoc
Oreesceficierelaçreflece oriede lu
C
espacfatiadrealizdemafotos
As áreas maes valores mciados. O PRI é umcalonamentoente para a
ção a uma ctância. Noentadas no
uz não é efic
Como destacializar o fldo em cinczam atividaais, represessinteticame
ais claras repmaiores oco
m índice quo para valofotossínteseabsorção.
ota-se que a sentido NE
ciente para a
acam Rahmluxo de COo classes, sade fotossinentando as ente ativa).
Figur
presentam orrem associ
ue mede o ures positivoe, mais escu
O PRI msombra ger-SW, devida fotossínte
Figura
man et al. 2, chamadoendo a primntética (VN
diferentes
ra 5 – Resul
o estrato arbiadas às ma
uso eficienos pode ser uro fica na i
mede o conrada pelos pdo à geometse.
a 6 – Result
(2000) a mo por esses ameira agrupNFA - vegs gradações
ltado de ND
bustivo e aratas de galer
te da luz nvisualizado
imagem. O ntrário, um
prédios se detria de ilum
tado de sPR
multiplicaçãautores de Cpando todosgetação nãos dessa ati
DVI.
rbóreo e as mria que tem
no processo o na FiguraNDVI med
ma absorçãoestaca por ainação. Ess
RI.
ão de NDVCO2flux (Fis os pixels qo fotossinteividade (V
maiores concursos d’ág
o de fotossína 6. Onde ade uma refleo em relaçaparecerem sa luz baixa
VI pelo sPigura 7). Esque, teoricaeticamente VFA - vege
ncentraçõesgua perenes
ntese e seu luz é maisectância emção a umamais clarasquantidade
RI permitesse dado foiamente, nãoativa) e asetação não
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U
as ár
Figu
A
reprede inpara maisárea
Utilizou-se oreas díspares
ura 8 – Histo
A VNFA vaesentada pelndivíduos leárvores e a ativos em de 3,91 km
o histograms em termos
ograma da i
ariou de -0,las gramíneenhosos (amarbustos (vetermos de
m²; a segund
Figura 7
ma da images de fotossín
imagem CO
81 a 0,025;eas na cor ammarelo escuerde escuro)fotossíntesea, 0,30 km²
7 – Resultad
em para detentese (Figur
O2flux, com VNFA da
; a com mamarela clar
uro); seguid); e, finalme (verde cla²; a terceira,
do de CO2fl
erminar, pora 8).
destaque pVFA.
ais baixa atio; de 0,252a da faixa i
mente, de 0,7aro). A prim, 0,06 km² e
lux.
r meio das
ara a linha v
vidade vari7 a 0,4805 intermediár7082 a 0,94
meira classe e a mais foto
duas moda
vermelha qu
iou de 0,02a mais baix
ria de 0,480446 para ose VFA apresossinteticam
s existentes
ue separa a
5 a 0,2527,xa atividade05 a 0,7082 indivíduossentou umamente ativa,
s
, e 2 s a ,
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com numadesse
Ojardinque dpara gram
Legen
AexemCO2fatividser ufotospreseapreshaviae baiesse
0,01 km². Ia área de 9es, 91% é grOutro aspecns dos préddestaca a das palmeir
míneas (ama
nda da Imagem
-0.7
0.02
0.25
0.48
0.70
Fig
A câmera mplicado naflux, em reldade fotossuma quadrssinteticameença do sPsenta seus ma sido detecixa resoluçãtipo de “im
Isso demon9,3 km², 4,ramínea, quto importan
dios apresendiferença daras (seta vearelo claro).
m CO2flux 7121 a 0.0250
250 a 0.2527 –
527 a 0.4805 –
805 a 0.7082 –
082 a 0.9359 –
gura 9 – Des
UltraCam a Figura 10.lação às áreintética mura de cimeente ativa, mPRI na commaiores valoctado, pois oão espacial.
mprecisão” d
stra o baixo28 km² rep
ue desempennte é que a nta baixos va árvore (sermelha) no
– Preto
– Amarelo
– Amarelo 3
– Verde 3
– Verde
staque da im
XP apres. O ponto 1eas iluminaduito mais atiento pintadmas na sommposição dores associao PRI e seu. Com um s
decorrente d
o grau de arpresentam Vnha pouco ovegetação evalores de Ceta amarela)o jardim do
magem de C
sentou um 1, que é umda e com soiva que na fda de verdmbra algundo CO2fluxados à sombu reescalonasensor que
do maior det
rborização uVFA, ou 46os papéis saescolhida noCO2flux. Is) que apare prédio que
CO2flux e da
problemam gramado, ombra. A árfaixa iluminde, a parte
ns pontos sãx, que conbra dos prédamento forapode obter
talhamento
urbana em Á6,0% da áralientados no paisagismso se torna cem em ame apresentam
a aerofotos
com relahá diferenç
rea com somnada. Já no e iluminadaão considernforme saliedios. Esse tiam testados
pixels comespacial era
Águas Clarrea urbana,
na figura 1. mo de granda evidente nmarelo e veram resposta
em RGB.
ação à lumça na determmbra aparenponto 2, qu
a não é crados. Isso entado antipo de efeitoem sensore
m resoluçãoa esperado.
ras, ou seja,sendo que
de parte dosna Figura 9,rde escurosigual à de
minosidademinação denta ter umaue aparentaconsideradaé devido à
teriormente,o ainda nãoes de médiao de 0,02 m
, e
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e e a a a à ,
o a
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Figura 10 – Análise da geometria de iluminação sobre a determinação do CO2flux.
4. Conclusões
O presente estudo permitiu inferir o quanto a especulação imobiliária tem interferido no verde urbano da Região Administrativa de Águas Claras.
O modelo de Rahman et al. (2000) mostrou-se eficiente para medir o comportamento fotossintético da vegetação nas diferentes faixas.
A câmera UltraCam XP, apesar dos problemas salientados, mostrou-se uma ferramenta poderosa para esse tipo de modelagem espectral.
Novos estudos devem ser incentivados para que as autoridades competentes fiquem atentas à necessidade da preservação de elementos de qualidade ambiental urbana como um dos aspectos importantes das políticas públicas para áreas em expansão, como Águas Claras.
Agradecimentos A Terracap pela cessão dos dados. Referências Gamon, J. A.; Serrano, L.; Surfus, J. S. The photochemical reflectance index: an optical indicator of photosynthetic radiation use efficiency across species, functional types, and nutrient levels. Oecologia, vol. 112, pp. 492-501, 1997. Huang, J.; Ritschard, R.; Sampson, N.; Taha, H., 1992.The Benefits of Urban Trees. In: Akbari, H.; Davis, S.; Dorsano, S.; Huang, J.; Winnett, S. (Eds), Cooling Our Communities. A Guidebook On Tree Planting And Light-Colored Surfacing. U.S. Environmental Protection Agency, Climate Change Division, Washington D.C. Rahman, A.F. et al. Modeling CO2 flux of boreal forests using narrow-band indices from AVIRIS imagery. AVIRIS Workshop, JPL/NASA, Pesadena, Califórnia, 2000. Rouse, J.W.; Haas, R. H.; Schell, J. A.; Deering, D. W. Monitoring vegetation systems in the great plains with ERTS. In: Proceedings of the Earth Resources Technology Satellite-1 Symposium, 3rd, Washington. Washington: NASA, v.1, p.309-317, 1973 Site da Novacap disponível em: <http://www.novacap.df.gov.br/003/00301015.asp?ttCD_CHAVE=95702>Acesso em 06 de novembro de 2010. Informativo Sobre Águas Claras (2009) - Site oficial da Administração Regional de Águas Claras disponível em: <http://www.aguasclaras.df.gov.br/> Acesso em 11 de maio 2010.
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