CADERNO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Agrarian Sciences Journal

Análise temporal do NDVI como ferramenta para o planejamento do ecoturismo na APA do

Rio Pandeiros, norte de Minas Gerais

Borges Marfrann Dias Melo

, Paulo Ricardo Santos Miranda

, Thais Sales Gonçalves

, Adriana Leandra de

Assis

, Christian Dias Cabacinha

, Gustavo Eduardo Marcatti

, Renato Vinícius Oliveira Castro

, Carlos Alberto

Araújo Júnior

Resumo

O turismo ecológico tem se mostrado capaz de melhorar o entendimento da população acerca dos benefícios da

conservação ambiental. Para que isso seja feito, é necessário dar condições adequadas ao visitante, de maneira que

a experiência vivida seja a melhor possível. Neste sentido, a gestão de unidades de conservação passa pelo plane-

jamento minucioso acerca dos melhores períodos para visitação. Assim, objetivou-se analisar o Índice de Vegetação

por Diferença Normalizada para a APA do Rio Pandeiros de modo a contribuir para o planejamento do ecoturismo

no local. Foram consideradas imagens do satélite Landsat-8 obtidas mensalmente entre agosto de 2016 e agosto de

2018. Os dados foram processados utilizando-se o software QGis e os resultados foram correlacionados com o regime

pluviométrico da região. Foi possível observar uma estreita relação entre a condição da vegetação e a quantidade

de chuva ocorrida. Para o período de junho a outubro, há maior concentração de vegetação mais esparsa e para os

meses de dezembro até abril há maior concentração de vegetação densa, nos dois períodos analisados. Conclui-se

que é possível utilizar o índice de vegetação por diferença normalizada para indicar períodos de visitação turística no

local, permitindo um planejamento de viagem que atenda as demandas do visitante em relação às cenas paisagísticas

que serão contempladas.

Palavras-chave: Geoprocessamento. Análise de Vegetação. Sistema de Informação Geográﬁca.

NDVI temporal analysis as a tool for ecotourism planning in the Pandeiros River EPA, norte

de Minas Gerais

Abstract

Ecotourism can be considered as a tool to teach people about environmental conservation. It is necessary to create

conditions to visitants in conservation units in order to improve their experience. In this way, the conservation unit

management needs to plan the activities carefully, mainly about the visitation periods. This paper evaluates the

normalized difference vegetation index for the Environmental Preservation Area of the Pandeiro’s River in order to

contribute to the ecotourism planning. It was considered Landsat images obtained monthly since 2016 August to

Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Agrárias - Montes Claros, MG. Brasil

https://orcid.org/0000-0001-7272-5674

Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Agrárias - Montes Claros, MG. Brasil

https://orcid.org/0000-0003-2305-2244

Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Agrárias - Montes Claros, MG. Brasil

https://orcid.org/0000-0003-2053-7094

Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Agrárias - Montes Claros, MG. Brasil

https://orcid.org/0000-0002-0723-6935

Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Agrárias - Montes Claros, MG. Brasil

https://orcid.org/0000-0002-8148-083X

Universidade Federal de São João del-Rei. Campus Sete Lagoas - Sete Lagoas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0003-1455-4859

Universidade Federal de São João del-Rei. Campus Sete Lagoas - Sete Lagoas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-9018-7793

Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Agrárias - Montes Claros, MG. Brasil

https://orcid.org/0000-0003-0909-8633

*Autor para correspondência: araujocaj@gmail.com

Recebido para publicação em 27 de junho de 2019. Aceito para publicação em 08 de setembro de 2019.

Melo, B. M. D. et al.

Cad. Ciênc. Agrá., v. 11, p. 01–08, 2019. e-ISSN: 2447-6218 / ISSN: 1984-6738

2019 August. Data were processed by QGIS software and the results were correlated with the monthly precipitation.

It was possible to observe that there is a sensible relationship between vegetation condition and amount of rain. For

the period between June and October, there is more sparse vegetation and for the months between December and

April there is more dense vegetation. Is was possible to conclude that the normalized difference vegetation index can

be applied to indicate visitation periods for the local studied.

Keywords: Geoprocessing. Vegetation analysis. Geographic Information System.

Introdução

A vegetação representa um identiﬁcador im-

portante das condições ambientais e colabora para a

conservação da biodiversidade de uma região. Ela pro-

move uma redução no transporte de sedimentos para os

cursos d’água e um aumento na proteção do solo. Na sua

ausência, há uma menor retenção de água das chuvas

nos solos e uma maior velocidade de escoamento desta.

Apesar dos benefícios da vegetação, sobretudo a

natural, o processo de antropização da paisagem tem se

intensiﬁcado, o que gera ambientes pouco diversiﬁcados

(Calegari et al., 2010; Saito et al., 2016) e com elevado

risco de prejuízo aos componentes ambientais. No Brasil,

dentre as principais causas da perda de biodiversidade,

está a modiﬁcação dos habitats devido à conversão da

paisagem natural para uma utilização agrícola (Roquette,

2018). Para que tal cenário seja revertido, é fundamental

o conhecimento acerca da cobertura vegetal e da estrutura

da paisagem (Saito et al., 2016). Isso proporciona um

melhor monitoramento do ambiente e um planejamento

adequado para ações de melhoria das condições locais,

o que inclui, por exemplo, os trabalhos de educação

ambiental e aprimoramento do turismo sustentável e

conservacionista (Mendes et al., 2016).

Nesse sentido, pode-se trabalhar com dados de

sensoriamento remoto para visualizar, detectar, mapear

e quantiﬁcar os alvos de interesse da superfície terrestre

(Souza et al., 2007), tais como a cobertura vegetal e as

atividades antrópicas. Assim, o sensoriamento remoto

torna-se uma tecnologia importante por fornecer dados

atuais com um custo relativamente baixo, o que facilita

a análise de parâmetros físicos e biológicos de ocupação

do solo (Almeida et al., 2018). Adicionalmente, ela é

empregada em avaliações de recursos naturais e no mo-

nitoramento do meio ambiente a ﬁm de trazer soluções

benéﬁcas ao desenvolvimento social e econômico de

determinada região (Santos et al., 2017).

Uma das saídas das análises de dados orbitais

obtidos por sensoriamento remoto é o Índice de Vegetação

por Diferença Normalizada (NDVI), sendo importante

para avaliar as características da vegetação para um

local de interesse (Saito et al., 2016; Santos et al., 2017;

Leite et al., 2018). Proposto por Rouse et al. (1973), ele

é usado para uma inﬁnidade de aplicações, dentre elas,

na avaliação das atividades de mudança no ambiente

natural, o que permite comparações temporais desses

perﬁs, assim como aplicar técnicas de séries temporais

para analisar a cobertura vegetal. (Santos et al., 2017).

Dessa maneira, o presente estudo busca utilizar o

sensoriamento remoto com o intuito de mostrar a sua po-

tencialidade como tecnologia de auxílio ao planejamento

do ecoturismo, indicando datas oportunas para visitação

de locais turísticos na Área de Proteção Ambiental (APA)

do Rio Pandeiros, no norte de Minas Gerais.

Material e métodos

Área de estudo

O estudo foi realizado considerando toda a ex-

tensão da APA do Rio Pandeiros, localizada na região

norte do estado de Minas Gerais, entre as coordenadas

15° 02’ 50” e 15° 43’ 38” de latitude S e 45° 17’ 26” e 44°

37’ 29” de longitude W (Figura 1).

Figura 1 – Mapa de localização da APA do Rio Pandeiros

Criada pela Lei 11.901 de 01/09/1995, a APA

do rio Pandeiros possui 393 mil hectares, abrangendo

os municípios de Januária, Bonito de Minas e Cônego

Marinho (Almeida, 2016), com predominância do bio-

ma Cerrado. Conforme Fonseca et al. (2011), a APA rio

Pandeiros passa por vários tipos de inﬂuência antrópica,

principalmente a monocultura irrigada, pecuária, des-

matamento clandestino, incêndios ﬂorestais, o que vem

causando um rápido e severo dano do ambiente natural,

justiﬁcando estudos cientíﬁcos nessa área que busquem

a promoção da conservação do local.

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Imagens de satélite

As imagens utilizadas neste trabalho são oriun-

das do sensor Operational Land Imager (OLI) a bordo do

satélite Landsat-8, com resolução espacial de 30 metros,

resolução temporal de aproximadamente 16 dias e com

a cena do satélite rastreando uma área de 170 km, no

sentido norte-sul, por 183 km, no sentido leste-oeste.

As imagens foram adquiridas gratuitamente do

site do United States Geological Survey (USGS), acessado

pela plataforma Earth Explorer (http://earthexplorer.

usgs.gov/), e correspondem às cenas/órbitas 219/70 e

219/71. Foram obtidas imagens mensais para o período

entre agosto de 2016 e agosto de 2018. Buscou-se escolher

imagens em datas com baixa incidência de nuvens (<

10%) e no formato “Geotiff”. Os dados foram processados

utilizando-se o software QGis versão 2.18.

A escolha das imagens em todos os períodos do

ano fundamenta-se na principal necessidade de se coletar

informações relativas ao valor do índice de vegetação por

diferença normalizada em distintos regimes pluviomé-

tricos.

Pré-processamento das imagens

Inicialmente, realizou-se a correção atmosférica

das imagens conforme mencionado nos trabalhos de

Leite et al. (2017) e Matias et al. (2015). A correção da

imagem foi realizada com base no método DOS (Dark

Object Subtraction) nas bandas 4 (vermelho) e 5 (infra-

vermelho próximo). Para isso, utilizou-se o plugin SCP

(Semi-Automatic Classiﬁcation Plugin), que é de código

aberto e que permite a classiﬁcação semi-automática de

imagens de sensoriamento remoto, além de fornecer fer-

ramentas para o pré-processamento, pós-processamento

e cálculos de rasterização.

Após o pré-processamento, com a utilização do

plugin SCP, fez-se o recorte da área de estudo com um

arquivo vetorial em formato shapeﬁle referente aos limites

da APA Rio Pandeiros, o que já permitiu a delimitação da

área de estudo e a diminuição do tempo de processamento

dos dados. Foi criado um mosaico das cenas de modo a

compor uma única imagem que abrangesse toda a APA.

Índice de Vegetação por Diferença Normalizada

Segundo Jensen (2009), este índice é um indica-

dor sensível de vegetação verde, apresentando valores que

variam entre -1 e +1, sendo que, para locais que mostram

alguma vegetação aparente os valores indicados vão de

uma escala de 0 a 1 e, quanto aos valores inferiores ou

próximos à zero, depara-se com respostas com ausência

ou quase nenhuma vegetação ou até mesmo cursos d’água.

Conforme equação proposta por Rouse et al.

(1973) (Eq. 1), o cálculo se baseia na razão entre as

bandas correspondentes à região do vermelho (banda

4) e infravermelho próximo (banda 5), possibilitando

identiﬁcar a distribuição da massa foliar no local exami-

nado.

(Eq. 1)

em que e são, respectivamente, as bandas 5 e 4 do Landsat 8.

Assim, foram geradas as imagens NDVI em tons

de cinza, sendo utilizada uma conversão para falsa cor

de modo a destacar as diferentes classes de NDVI (Tabela

1). Foram determinadas quatro classes de vegetação na

APA Pandeiros a partir de uma adaptação do trabalho de

Araújo et al. (2009), sendo elas: Classe I, representando

áreas que possuem água, nuvens e solo exposto; Classe

II para a vegetação rala, a exemplo da vegetação rasteira

e de pastagens; Classe III para vegetação esparsa, sendo

exemplos as áreas de regeneração ou sucessão secundária;

e Classe IV para as áreas de vegetação mais densa.

Tabela 1 – Classes de cobertura vegetal para cada inter-

valo de valores de NDVI

Classe Intervalo de valores

I -1,00 -| 0,00

II -0,00 -| 0,25

III -0,25 -| 0,50

IV -0,50 -| 1,00

Com a criação do raster de NDVI para cada mês,

os mesmos foram convertidos para vetores, de maneira a

calcular a área de cada classe e quantiﬁcar sua porcenta-

gem em relação à ocupação da área da APA. Avaliou-se

a correlação entre os percentuais de área de cada classe

com a precipitação do mês corrente e com a do mês

imediatamente anterior.

Resultados e discussão

As estimativas para o valor de NDVI ﬁcaram com-

prometidas em função da ocorrência de nuvens em grande

parte das cenas para os períodos de novembro (57,75%)

e dezembro (84,16%) de 2016, fevereiro (70,07%), maio

(10,16%), novembro (51,34%) e dezembro (66,59%)

de 2017 e fevereiro (24,72%), março (52,56%) e abril

(11,86%) de 2018 (Figura 2 e Figura 3). Em função disso,

as mesmas foram desconsideradas das análises seguintes.

As demais cenas possuíam menos que 10,00% da área

com ocupação por nuvens.

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Figura 2 – Imagens representando as classes de condição da vegetação da APA do Rio Pandeiros em função dos valores

de NDVI para o primeiro ano de análise

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Figura 3 – Imagens representando as classes de condição da vegetação da APA do Rio Pandeiros em função dos valores

de NDVI para o segundo ano de análise

A presença de nuvens está relacionada com a

quantidade de precipitação registrada nas estações cli-

matológicas analisadas (Figura 4). Assim, pode-se inferir

que o aumento na proporção de vegetação mais densa nas

situações descritas acima tem como causa fundamental

a ocorrência de chuvas na região, o que faz com que a

vegetação tenha condições para produzir mais folhas.

Segundo Jardim e Moura (2018), em trabalhos

acerca da precipitação média restritas à APA rio Pandeiros,

veriﬁcou-se uma precipitação média anual de 898,3 mm,

sendo que nos meses de junho a setembro a precipitação

não ultrapassou 5 mm, entre 2008 e 2017. Assim, pode-se

considerar que esse período de baixa precipitação está

diretamente relacionado com uma diminuição da quan-

tiﬁcação de vegetação densa que a APA possui (Figura

4). Isso é destacado para o mês de setembro de 2017 e

setembro de 2018. Tal resposta da vegetação à diminui-

ção no índice de chuvas está relacionada com o fato de

que a mesma está inserida em um clima que marca uma

maior inﬂuência do semiárido, com quatro a seis meses

de seca. Ainda, há o efeito das características dos solos

da região, os quais, em sua maioria, possuem textura

arenosa (Oliveira, 2013) e não possuem capacidade de

armazenamento de água.

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Figura 4 – Área em hectares da vegetação densa e precipitação mensal para o período de agosto de 2016 até agosto

de 2018

Ainda que as áreas ocupadas pelas diferentes

classes de vegetação ao longo dos meses sofram elevada

inﬂuência da precipitação ocorrida, nota-se que há um

padrão em relação à predominância das classes III e IV

sobre as classes I e II para todos os períodos analisados.

Observa-se que a maior parte da área de estudo é com-

posta por vegetação densa (Classe IV) (Tabela 2). Isso é

um indicativo do grau de conservação do estrato ﬂorestal

da APA, fato reforçado pelo fato de o NDVI é um bom

indicador da biomassa ﬂorestal em ﬂorestas decíduas

e secas (Freitas et al., 2005), semelhantes à realidade

encontrada na APA do Rio Pandeiros. Nos períodos de

seca, as áreas de vegetação mais densa se concentram ao

longo dos cursos d’água e parte de sua extensão é substi

tuída pela vegetação pertencente à Classe III (vegetação

esparsa). Essa é a segunda maior classe encontrada no

local.

Tabela 2 – Percentual da área total para cada classe de cobertura do solo de acordo com os valores de NDVI em cada

período analisado

Ano Mês Classe I Classe II Classe III Classe IV

2016 08 0.0020% 0.5708% 34.9368% 64.4905%

09 0.0000% 1.0359% 80.9775% 17.9866%

10 0.0026% 0.9600% 46.8933% 52.1441%

11 - - - -

12 - - - -

2017 01 0.0013% 2.0030% 26.1044% 71.8914%

02 - - - -

03 0.0117% 0.6204% 24.4460% 74.9220%

04 0.0024% 0.1196% 14.3566% 85.5215%

05 - - - -

06 0.0040% 0.2841% 19.4175% 80.2945%

07 0.0025% 0.5186% 53.2564% 46.2225%

08 0.0022% 0.4247% 58.6632% 40.9099%

09 - - - -

10 0.0007% 0.6388% 74.0666% 25.2939%

11 - - - -

12 - - - -

Continua

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Ano Mês Classe I Classe II Classe III Classe IV

2018 01 0.0175% 0.9470% 16.6322% 82.4032%

02 - - - -

03 - - - -

04 - - - -

05 0.0101% 0.4625% 14.4127% 85.1147%

06 0.0107% 0.4880% 17.2200% 82.2813%

07 0.0075% 0.4144% 18.6800% 80.8981%

08 0.0093% 1.1532% 47.6063% 51.2312%

Houve correlação positiva entre a precipitação e o

percentual de área das classes I, II e IV (Tabela 3). Já para

a classe III a correlação foi negativa. Para todos os casos,

os valores foram maiores, em módulo, para a correlação

considerando a precipitação no mês anterior. Para a classe

I, o resultado pode ser explicado pelo aumento das áreas

alagadas durante o período de chuvas. Para a classe IV,

há uma elevada correlação entre a precipitação do mês

anterior com a área ocupada pela vegetação mais densa,

o que indica uma resposta das plantas à disponibilidade

hídrica proporcionada pelas chuvas. A correlação negativa

para a classe III indica que o aumento na precipitação

faz com que a vegetação inicialmente esparsa se torne

mais densa a medida em que há disponibilidade de água,

diminuindo a proporção de área nessa classe.

Tabela 3 – Correlação de Pearson entre precipitação e percentual de área ocupada por cada classe de NDVI

Período de precipitação Classe I Classe II Classe III Classe IV

Mês atual 33,34%

22,99%

-6,10%

5,59%

Mês anterior 49,53%* 31,29%

-45,25%* 44,41%*

*indica correlação signiﬁcativa à 15% de probabilidade. ns indica correlação não signiﬁcativa.

Durante o período de maior disponibilidade

hídrica, as áreas da classe III (vegetação esparsa) se

concentram em locais com indicativo de presença de

pastagens. Tal avaliação foi feita comparando os resul-

tados deste trabalho com os mapas elaborados por Leite

et al. (2018). Em seu trabalho, os autores indicam as

diferentes classes de uso e ocupação do solo na APA do

Rio Pandeiros, sendo a parte oeste a que possui maior

concentração de áreas de pastagem e uso antrópico.

De acordo com Nunes et al. (2009), a área de

alagamento do pântano do rio Pandeiros varia de tamanho

em função do período do ano, sendo aproximadamente

igual a 3.000 ha na época seca e 5.000 ha na época chu-

vosa. Apesar de possuir uma área considerável, não houve

indicação de áreas com NDVI menores que zero em igual

extensão. Isso pode ser explicado por dois fatores, sendo

o primeiro a resolução espacial das imagens utilizadas,

não captando a largura de maior parte dos corpos d’água,

e o segundo pela interferência da vegetação existente nas

áreas alagadas, tal como citado por Sales et al. (2013)

acerca das macróﬁtas ﬂutuantes que são detectáveis no

período de máxima inundação. Sendo assim, não foi

possível avaliar o avanço das áreas de alagamento ao

longo dos meses pelo índice de vegetação considerado.

Nesse caso, pela importância que as áreas ala-

gadas possuem para o potencial turístico da região, é

necessário que novos trabalhos, com uso de imagens de

maior resolução espacial, sejam realizados para que haja

um melhor mapeamento do comportamento do avanço

das águas ao longo dos meses, a exemplo do NDWI (Nor-

malized Difference Water Index).

A utilização do NDVI para planejamento e ava-

liação das atividades de ecoturismo já foi considerada

em outros estudos, a exemplo dos trabalhos de Faria e

Teixeira (2017) e Picharillo e Ogashawara (2013). Os

primeiros mencionam que tal índice permite que gestores

de parques ﬂorestais possa avaliar o impacto dos turistas

nas áreas de visitação, além de permitir que áreas suscep-

tíveis às queimadas possam ter as atividades suspensas

em períodos mais críticos.

Tais considerações podem ser aplicadas para o

gerenciamento da APA do Rio Pandeiros no tocante às

atividades de ecoturismo. Ao avaliar as Figuras 2 e 3,

pode-se notar uma maior área composta por vegetação

mais esparsa nos meses de julho até outubro, nos dois

anos avaliados, que coincide com o período de seca na

região (Figura 4). Isso indica a necessidade de se reforçar

a vigilância em relação aos possíveis focos de incêndio

no local e uma melhor orientação dos turistas quanto aos

riscos da utilização do fogo durante a visitação à unidade

de conservação, principalmente nas áreas mais distantes

dos corpos d’água.

Melo, B. M. D. et al.

Cad. Ciênc. Agrá., v. 11, p. 01–08, 2019. e-ISSN: 2447-6218 / ISSN: 1984-6738

Outro aspecto relevante da utilização do NDVI

é possibilidade de indicação de períodos de visitação

turística no tocante ao aspecto da vegetação. Demandas

turísticas estão relacionadas com o que Neiman et al.

(2011) deﬁnem como Imagem de Destino, a qual cor-

responde à percepção do turista em relação aos ganhos

obtidos com a viagem e que é construída a partir das

informações sobre os locais de destino. Nesse sentido,

ações de divulgação do ecoturismo na região podem

ser mais efetivas se houver um relacionamento entre o

período do ano e as paisagens que serão observadas pelo

turista. Avaliando-se as Figuras 2 e 3 é possível deﬁnir os

períodos de dezembro até abril como sendo aquele cuja

vegetação estará mais vigorosa. Já o período de junho a

outubro é aquele cuja vegetação estará mais seca.

Conclusão

Diante dos resultados encontrados, é possível

concluir que:

- a vegetação na APA do Rio Pandeiros sofre grande in-

ﬂuência do regime pluviométrico;

- há uma distinção evidente entre a cobertura da vege-

tação ao longo dos meses;

- as cenas paisagísticas observadas pelos turistas variam

em função da época de visitação da APA;

- o índice de vegetação por diferença normalizada pode

auxiliar gestores de unidades de conservação quanto ao

planejamento das atividades de ecoturismo.

Agradecimentos

Os autores agradecem à Universidade Federal

de Minas Gerais e à Fundação de Amparo à Pesquisa do

Estado de Minas Gerais pelo apoio técnico e ﬁnanceiro.

Financiamento

O trabalho foi ﬁnanciado com recursos da cha-

mada FAPEMIG 11/2016 - Sustentabilidade da Bacia do

Rio Pandeiros, processo número APQ-04498-16.

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