Multitemporal land use data analysis of a rural watershed in Piracicaba, SP, using gis technology

Em resposta a alguns questionamentos suscitados pela adoção da metodologia usual de análise temporal do uso da terra por meio de técnicas de geoprocessamento, desenvolveu-se o presente estudo na microbacia hidrográfica do Ribeirão Pau d Alhinho, Município de Piracicaba, SP. Foram utilizadas como fontes de dados fotografias aéreas convencionais de 1995, 1978, 1962 e 1940, bem como técnicas e instrumentos de geoprocessamento para conversão e análise dos dados. Os resultados da fotointerpretação foram desenhados sobre folhas de poliéster transparente (overlays) e digitalizados manualmente via mesa. Os arquivos vetoriais criados para cada fotografia foram unidos e editados e, posteriormente, transformados para formato matricial (raster) por meio de um Sistema de Informações Geográficas (SIG), utilizado também para análise dos dados. A análise temporal foi desenvolvida, principalmente, por meio das funções tabulação cruzada, cálculo de área e reclassificação do SIG e compreendeu o estudo do uso mais recente e anterior das terras da microbacia. Os resultados de uso foram comparados aos dados combinados de solo e declividade, fornecendo, entre outros, a adequação de uso das terras da área de estudo. Foram examinadas também, à parte, a categoria vegetação nativa e as áreas de preservação permanente. Os resultados mostraram que as fotografias aéreas de 1940, a despeito de suas limitações técnicas, não somente podem ser usadas, sob determinadas condições, como também se transformam num instrumento enriquecedor de análise e de confirmações de tendências. As geometrias de pontos de controle selecionadas para conversão dos dados apresentaram, em todos os casos, graus de erro abaixo do limite aceitável e resultados de exatidão compatíveis com as especificações do trabalho. No entanto, a correção dos erros, visíveis após a união dos arquivos vetoriais de uso da terra, demandou trabalho exaustivo, o que leva a pensar em transferir os dados para mapas- base antes de sua conversão. Outra dificuldade foi visualizar as linhas delimitadoras das categorias de uso da terra durante o processo de digitalização. Quanto ao tamanho do pixel, 5m foi o que apresentou os melhores resultados combinados dos fatores representação das feições digitalizadas, tempo de processamento e tamanho de arquivo. O estudo confirmou que, apesar da microbacia hidrográfica do Ribeirão Pau d' Alhinho apresentar predomínio de terras com baixa aptidão para cultivo intensivo, a cultura da cana-de-açúcar era a categoria predominante em 1995. Esse fato faz denotar uma porcentagem expressiva de terras com uso inadequado, ao mesmo tempo que as áreas aptas à agricultura não eram cultivadas em sua totalidade. Além disso, averiguou-se que uma parcela significativa das terras já era cultivada em 1940, principalmente, com uso inadequado e, em geral, nas mesmas terras lavradas em 1995. O estudo mostrou, ainda, que uma parte representativa das terras da microbacia (10,25%) foi usada com agricultura de forma inadequada e sistemática nas quatro datas abordadas. Por outro lado, constatou-se que, apesar da categoria vegetação nativa ocupar em 1995 aproximadamente 8% da microbacia e, em 1940, 12%, ela apresentou uma grande dinâmica de mudanças. Já as áreas de preservação permanente tenderam a ser cobertas por pasto em todo o período estudado. Por fim, é cabível afirmar que a metodologia usual de análise temporal do uso da terra por meio de técnicas de geoprocessamento é oportuna, ainda que possa ser facilitada pela ampliação dos decalques (overlays) e pela transferência dos dados para mapas-base antes de sua conversão. O tipo de análise revelou-se vantajoso, uma vez que possibilitou investigar o histórico de ocupação das terras, tomando especialmente como referência o uso mais recente.ln order to answer some questions related to the usual methodology of temporal land use data analysis using geographic information systems (GIS) technology, this study was developed at Ribeirão Pau d Alhinho watershed in Piracicaba, SP. It were used conventional aerial photographs for 1995, 1978, 1962 and 1940 as data sources and GIS techniques to data conversion and analysis. The land use categories were delineated onto clear mylar overlays and then were converted to digital format employing a digitizing table. The vector files created were concatenated and edited, and later rasterized by Idrisi for Windows 2. O software, also used in data analysis. The multitemporal analysis was developed by the crosstabulation, area determination and reclassification GIS functions and priorized examine recent and past land use data. The land use data layers were overlaid to soil-type and slope combined data layer to verify land use adequacy and degradation potential. Natural vegetation data and preservation areas were investigated, too. It was shown that the use of 1940 aerial photographs, despite of their technical limitations, improved historical land use and trends analysis. The sets of control points elected to coordinates transformation had errors less than the allowable RMS (root mean square) errors, and so all maps meet the U.S. National Map Accuracy Standards. However, the correction of errors visible after land use vector files concatenation consumed a lot of time. Thus, the land use categories delineated on the mylar overlays should be transferred to base maps before data conversion. Another problem was to visualize the land use category boundaries during digitizing process. Y et, the 5m pixel size produced the best results regarding features representation, time processing and data volume. The multitemporal land use data analysis indicated that Pau d Alhinho watershed was predominantely covered by sugar cane in 1995, regardless its low agricultura! suitability, demonstrating land use inadequacy. Simultaneously, arable lands were not entirely cultivated. Since 1940, a significant portion of land was already cultivated, in general, the sarne land which are nowadays tilled. 10.25% of study area was always inadequately used, suggesting land degradation. Natural vegetation category was covering approximately 8% and 12% of the watershed in 1995 and 1940, respectively, but its spatial distribution changed greatly. Preservation areas were misused specially as pastures. It was confirmed in this research that the usual methodology of temporal land use data analysis is adequate, although it could be improved enlarging the scales of overlays and transferring land use data to base maps prior to data conversion. The multitemporal land use data analysis adopted was advantageous since allowed to investigate past referenced to recent land use