UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Instituto de Geociências e Ciências Exatas Câmpus de Rio Claro Claudia Vanessa dos Santos Corrêa ZONEAMENTO GEOAMBIENTAL DA REGIÃO COMPREENDIDA PELAS FOLHAS TOPOGRÁFICAS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS E JACAREÍ– SP Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Campus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para a obtenção do título de mestre em Geociências e Meio Ambiente. Orientador: Prof. Dr. Fábio Augusto Gomes Vieira Reis Rio Claro - SP 2013 624.151 C824z Corrêa, Claudia Vanessa dos Santos Zoneamento geoambiental da região compreendida pelas folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí– SP/ Claudia Vanessa dos Santos Corrêa. - Rio Claro, 2013 171 f. : il., figs., tabs., quadros, fots., mapas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas Orientador: Fábio Augusto Gomes Vieira Reis 1. Geologia de engenharia. 2. Planejamento territorial. 3. Sensoriamento remoto. 4. Geoprocessamento. 5. Compartimentação fisiográfica. I. Título. Ficha Catalográfica elaborada pela STATI - Biblioteca da UNESP Campus de Rio Claro/SP CLAUDIA VANESSA DOS SANTOS CORRÊA ZONEAMENTO GEOAMBIENTAL DA REGIÃO COMPREENDIDA PELAS FOLHAS TOPOGRÁFICAS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS E JACAREÍ– SP Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Campus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geociências e Meio Ambiente. Comissão Examinadora Prof. Dr. Fábio Augusto Gomes Vieira Reis Prof. Dr. Sérgio dos Anjos Ferreira Pinto Prof. Dr. Gerson Araújo de Medeiros RESULTADO: APROVADA Rio Claro, SP, 02 de dezembro de 2013. À José Feliciano [em memória], José Lourival [em memória] e Dona Antônia [em memória], que mostraram a sua família que a felicidade está em qualquer lugar, basta ter simplicidade. AGRADECIMENTOS É impossível viver sozinho, tampouco realizar qualquer trabalho dessa magnitude sem o apoio da família, dos amigos e das pessoas que nos cercam. Assim, gostaria de deixar registrado em algumas linhas o meu grande voto de agradecimento a todos que colaboraram para a realização dessa dissertação, direta ou indiretamente. Primeiramente agradeço ao apoio financeiro da Capes, sem o qual seria impossível a realização deste trabalho. Agradeço ao Programa de Pós-Graduação em Geociências e Meio Ambiente pela oportunidade concedida. Às secretárias da seção técnica da pós, aos professores e principalmente à querida Rosângela, que sempre com muita paciência tirou todas as minhas dúvidas e me deu apoio. Agradeço a minha família por acreditar em mim e me apoiar em meus sonhos. A minha mãe, pessoa a qual admiro muito, por compreender o caminho pelo qual quero seguir. Ao meu pai, com sua simplicidade admirável, por todo o amor e carinho. A minha irmã Carine por sempre comemorar comigo todas as minhas realizações. Ao meu padrasto, meus outros irmãos, meus tios, primos e avó, muito obrigada. Aos meus queridos amigos da pós-graduação: Vanessa, pela amizade, risadas e companhia; Fabiana, pela doçura e alegria; Sofia, pela compreensão, apoio e amor; Tatiana, pela pureza, sinceridade e amizade; Ana Maria Amaral, pelos sorrisos, confidências e geoprocessamentos; Camila Jardinetti, pela risada contagiante e apoio; Juliano Coelho, pelas risadas e aprendizados; Camila Destro pela parceria e amizade; Cris, pelas risadas e paciência; Hélio, pelos docinhos e pela alegria contagiante; Rodrigo Pisani, por toda a ajuda e paciência; Matheus, pelo auxílio nas dúvidas; Thaís Tinós, pelos sorrisos e apoio; Cristiane Moura, pela companhia e apoio; Flávio, pela simplicidade e apoio, e ainda Elisandra, Bruna Soldero, Ana Carolina Luchetti, Patrick, Syngra, Mari, Meyre, Fabiano Pupim, Juliana Galhardi, Fanny e Fer, pelos sorrisos, disciplinas e apoio. Deixo também registrada a minha eterna admiração e gratidão ao Prof. Dr. Juércio Tavares de Mattos. Obrigada pela compreensão, paciência e por todo o apoio. Agradeço especialmente aos professores José Eduardo Zaine, Paulina Setti Riedel, José Ricardo Sturaro, Antônio Roberto Saad, Maria Rita Chang e José Alexandre Perinotto pelo apoio nas disciplinas cursadas. À Prof. Dra. Cenira Maria Lupinacci da Cunha, por me ajudar a seguir meu rumo, bem como a todo pessoal do LAGEO: Adriano, Letícia, Tissiana, Ana Cecília, Dani, Camila e os demais. Agradeço especialmente: À Prefeitura Municipal de São José dos Campos – Secretaria de Planejamento Urbano por todo o apoio oferecido e material disponibilizado (principalmente ao funcionário Hélio Lemes por toda cordialidade, atenção e disponibilidade); Leonardo Prates, por toda a dedicação em me auxiliar; Vanessa Bastos, pelo mapa geomorfológico; Bernadete Borges, pela amizade e apoio; Poliana Arantes, pelo ombro amigo e alegria; Giovana Athayde, pela eterna amizade; Érica de Almeida, pela preocupação e carinho; Ticiane Bonin, pela pureza e presença constante; Ana Maria Barbanti, por me recepcionar com um grande carinho; Prof. Dr. Dimas Dias Brito, pelo apoio e pelos valiosos conselhos. Ao meu orientador Prof. Dr. Fábio Reis, por todo o apoio, paciência e auxílio. Agradeço imensamente por toda a disponibilidade em conversar, tirar dúvidas, pela presença constante e compreensão. Admiro muito a sua dedicação! Por fim, deixo registrada a minha eterna gratidão ao querido Hermes Dias Brito. Obrigada pelas conversas, apoio, auxílio nos mapas, pela paciência, pela compreensão, pelo carinho, amizade e amor. A pós-graduação o trouxe para minha vida e sou muito feliz por isso. A todos de que alguma forma me auxiliaram, meu muito obrigado! RESUMO O Zoneamento Geoambiental é parte do processo de planejamento de uso da terra, com a definição de áreas territoriais homogêneas, segundo suas características naturais e avaliadas em função de suas potencialidades e limitações, com o propósito de determinar suas necessidades de manejo ou conservação e a sua tolerância às intervenções do homem. Assim, o objetivo desse trabalho é o de delimitar zonas geoambientais na escala 1:100.000 na região compreendida pelas folhas São José dos Campos e Jacareí (SP) a partir da compartimentação fisiográfica (pelo método integrado) e do uso e cobertura da terra, utilizando o método de sobreposição de cartas e da análise multicriterial. A escolha da região como área de estudo decorreu pelas suas peculiaridades geológicas e geomorfológicas, além de se configurar como um local que foi palco de grandes intervenções antrópicas, devido ao seu elevado crescimento econômico. Os procedimentos metodológicos foram a realização da Compartimentação Fisiográfica a partir de técnicas de fotointerpretação em imagens de sensoriamento remoto e o mapeamento de Uso e Cobertura da terra com técnicas de sensoriamento remoto e de geoprocessamento. Foram encontradas no total 19 unidades fisiográficas, distribuídas ao longo da Bacia Sedimentar de Taubaté e no Embasamento Cristalino. O principal tipo de uso ocorrente é a pastagem, que domina cerca de 59,70% da área. O mapa de Zoneamento Geoambiental foi obtido através do método de sobreposição ponderada (análise multi-critério) a partir dos resultados produzidos pela Compartimentação Fisiográfica e Uso e Cobertura da terra, onde foram definidas sete zonas homogêneas segundo as potencialidades e suscetibilidades aos processos do meio físico e à ocupação antrópica, visando auxiliar no planejamento territorial e nas decisões de cunho ambiental. Palavras-chave: Geoprocessamento, Sensoriamento Remoto, Zoneamento Geoambiental, Compartimentação Fisiográfica, Planejamento Territorial. ABSTRACT The Zoning Geoenvironmental is part of the process of planning land use, with the definition of homogeneous territorial areas, according to its natural characteristics and evaluated in terms of their potential and limitations, in order to determine their needs for management or conservation and its tolerance to human intervence. The objective of this research is to delineate geoenvironmental areas in scale 1:100.000 of the region comprised by São José dos Campos and Jacarei ( SP ) from the physiographic subdivision ( by integrated method ) and land use and cover mapping using the method of overlapping maps and multicriteria analysis. The choice of the region as an area of study period is due for its geological and geomorphological peculiarities, besides being set up as a place which was the scene of major human interventions, due to its high economic growth. The methodological procedures were the realization of Physiographic Subdivision from photointerpretation techniques in remote sensing imagery and mapping of land use and cover with remote sensing and geoprocessing. 19 physiographic units distributed along the Sedimentary Basin of Taubaté and Basement Complex were found in total. The main type of use is occurring grassland that dominates approximately 59.70 % of the area. Geoenvironmental Zoning was obtained by the method of weighted overlap (multi - criteria analysis) from the results produced by Physiographic Subdivision and land use and cover , where seven homogenous zones were defined according to the potential and susceptibilities to the processes of the physical environment and human occupation, aiming to assist in territorial planning and decisions of an environmental nature . Keywords: Geoprocessing, Remote Sensing, Geoenvironmental Zoning, Physiographic Subdivision, Territorial Planning. LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Geossistemas ......................................................................................................... 25 Figura 2–Representação simplificada das fases para elaboração do Zoneamento Ambiental .................................................................................................................................................. 28 Figura 3 - Fluxograma com as etapas da pesquisa ................................................................. 40 Figura 4 - Etapas da realização da compartimentação fisiográfica ........................................ 54 Figura 5 - Localização da área de estudo ............................................................................... 58 Figura 6 - Média mensal das temperaturas na região de São José dos Campos (SP) ............ 60 Figura 7 - Média mensal dos índices pluviométricos da região de São José dos Campos (SP) .................................................................................................................................................. 61 Figura 8 - Formas de relevo da área de estudo segundo Florenzano e Csordas (1993) ......... 70 Figura 9 - Unidades de conservação presentes na área de estudo........................................... 73 Figura 10 – Zoneamento Ambiental para a mineração de areia ............................................ 75 Figura 11 - Banda 3 do Landsat-TM 5 (21/04/2011) ............................................................. 77 Figura 12 – Banda 4 do Landsat-TM 5 (21/04/2011) ........................................................... 78 Figura 13 - Banda 5 do Landsat-TM 5 (21/04/2011) ............................................................. 78 Figura 14 - Banda 4 do Landsat-TM 5 (09/08/1987) ............................................................. 79 Figura 15 - Banda 8 do Landsat- ETM+7 (03/09/1999) ........................................................ 79 Figura 16 - Banda 8 do Landsat- ETM+7 (03/09/1999) com filtro de realce linear TM ...... 80 Figura 17 - Banda 4 do Landsat – TM 5(09/08/1987) com filtro de realce linear TM .......... 80 Figura 18 - Composição colorida 3B4G5R do Landsat – TM 5 (21/04/2011) após aplicação de contraste linear ................................................................................................................... 81 Figura 19 - Segmentação da composição colorida 3B4G5R do Landsat – TM 5 (21/04/2011) .................................................................................................................................................. 82 Figura 20 – Distribuição das classes de uso da terra.............................................................. 84 Figura 21 - Mapa de declividade das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) .................................................................................................................................................. 87 Figura 22 - Mapa hipsométrico das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) .................................................................................................................................................. 89 Figura 23 – Mapa da hidrografia das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) .................................................................................................................................................. 90 Figura 24 - Mapa geológico das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) .................................................................................................................................................. 91 Figura 25 - Caracterização da Unidade fisiográfica 1 ........................................................... 95 Figura 26 - Caracterização da Unidade fisiográfica 2 ........................................................... 97 Figura 27 - Caracterização da Unidade fisiográfica 3 ......................................................... 99 Figura 28 – Caracterização da Unidade fisiográfica 4 ......................................................... 101 Figura 29 - Caracterização da Unidade fisiográfica 5 ......................................................... 103 Figura 30 - Caracterização da Unidade fisiográfica 6 ......................................................... 105 Figura 31 - Caracterização da Unidade fisiográfica 7 ......................................................... 107 Figura 32 - Caracterização da Unidade fisiográfica 8 ......................................................... 109 Figura 33 - Caracterização da Unidade fisiográfica 9 ......................................................... 111 Figura 34 - Caracterização da Unidade fisiográfica 10 ....................................................... 113 Figura 35 - Caracterização da Unidade fisiográfica 11 ....................................................... 115 Figura 36 - Caracterização da Unidade fisiográfica 12 ....................................................... 117 Figura 37 - Caracterização da Unidade fisiográfica 13 ....................................................... 120 Figura 38 - Caracterização da Unidade fisiográfica 14 ....................................................... 122 Figura 39 - Caracterização da Unidade fisiográfica 15 ....................................................... 124 Figura 40 - Caracterização da Unidade fisiográfica 16 ....................................................... 126 Figura 41 - Caracterização da Unidade fisiográfica 17 ....................................................... 128 Figura 42 - Caracterização da Unidade fisiográfica 18 ....................................................... 130 Figura 43 - Caracterização da Unidade fisiográfica 19 ....................................................... 132 LISTA DE APÊNDICES Apêndice 1 - Mapa de uso e cobertura da terra das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) ........................................................................................................................... 165 Apêndice 2 - Mapa de compartimentação fisiográfica das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) ........................................................................................................... 166 Apêndice 3 - Mapa de zonas geoambientais das folhas topográficas São José dos Campos e Jacareí (SP) ........................................................................................................................... 167 Apêndice 4 - Pontos de campo com os usos da terra e os principais processos geológicos ................................................................................................................................................ 168 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Níveis taxonômicos da compartimentação fisiográfica ....................................... 33 Quadro 2 - Características das propriedades texturais de imagens ........................................ 35 Quadro 3 - Características das imagens de sensoriamento remoto orbital Landsat 5 e 7 utilizadas na pesquisa .............................................................................................................. 44 Quadro 4 – Quadro de análise e interpretação de dados geológicos por sensoriamento remoto .................................................................................................................................................. 52 Quadro 5 – Unidades Morfoestruturais, Morfoesculturais e formas de relevo da região de São José dos Campos (SP) ............................................................................................................. 67 Quadro 6 – Classificação geomorfológica de Florenzano e Csordas (1993) ......................... 68 Quadro 7 - Classes de declividade de acordo com os intervalos estabelecidos .................................................................................................................................................. 86 Quadro 8 - Pesos das unidades fisiográficas para a elaboração do mapa de zonas geoambientais ........................................................................................................................ 134 Quadro 9 - Pesos das classes de uso e ocupação da terra para a elaboração do mapa de susceptibilidade aos processos do meio físico....................................................................... 135 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS APA – Área de Proteção Ambiental DATUM – dado (latim) ERTS – Earth Resources Technology Satellite ETM+ - Enhanced Thematic Mapper Plus GPS – Global Positioning System IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo LANDSAT –Land Remote Sensing Satellite MDE – Modelo Digital de Elevação MSS – Multispectral Scanner NASA - National Aeronautics and Space Administration OLI – Operational Land Imager PDI – Processamento Digital de Imagens PIB – Produto Interno Bruto PIXEL –Picture and element RBV – Return Beam Vidicon SAD69 –South American Datum 1969 SAR - Synthetic Aperture Radar SEMA – Secretaria Especial de Meio Ambiente SIR- Shuttle Imaging Radar http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&ved=0CGQQFjAC&url=http%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FGlobal_Positioning_System&ei=PMB0UaTlOonO9ATfwYC4Aw&usg=AFQjCNGrf5XrBYp--JY37hZQqJE1_JlGEA&sig2=HyQ32KPPWfiPxk8DVLxGvw&bvm=bv.45512109,d.eWU SIG – Sistema de Informação Geográfica SP – Estado de São Paulo SPRING - Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas SRTM – Shuttle Radar Topography Mission TIN – Triangular Irregular Network TIRS - Thermal Infrared Sensor TM – Thematic Maper UC’S – Unidades de Conservação ZA – Zoneamento Ambiental ZEE – Zoneamento Ecológico Econômico ZH – Zonas Homólogas UGA – Unidades Geoambientais UNESP – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas USP – Universidade de São Paulo UTM – Universal Transversa de Mercator WGS - World Geodetic System http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CDIQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww2.jpl.nasa.gov%2Fsrtm%2F&ei=ulNxUaKoEoyy8QSByIHQDw&usg=AFQjCNENHajy80xc895XyiKkPQ-Uq39UjQ&sig2=tz1HejOWQWmMLsu46c8ekA&bvm=bv.45373924,d.eWU http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CDIQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.youblisher.com%2Fp%2F114945-Criar-TIN-Triangular-Irregular-Network-no-ArcGIS%2F&ei=Q1RxUdLIKYnu8QSj1IDADA&usg=AFQjCNERZIDpCCmvV5eByZwMy9uhAyDA_A&sig2=58-N1wi5S5ES4f0oOBjVVQ&bvm=bv.45373924,d.eWU&cad=rja SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA ............................................................................. 0 2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 23 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................. 24 3.1. Teoria dos Sistemas ........................................................................................................... 24 3.2. Princípios do Zoneamento Ambiental ............................................................................... 26 3.3. Zoneamento Geoambiental ................................................................................................ 29 3.3.1. Compartimentação Fisiográfica ...................................................................................... 32 3.3.2. O Sensoriamento Remoto na compartimentação fisiográfica ........................................ 34 3.3.3. A Importância do Geoprocessamento no Zoneamento Geoambiental ........................... 36 4. MÉTODOS E ETAPAS DA PESQUISA ...................................................................... 38 4.1.1. Etapa 1.0 - Definição da Pesquisa e Seleção da Área de Estudo.................................... 41 4.1.2. Etapas 2.0 e 3.0 - Caracterização da Área de Estudo e Revisão Bibliográfica .............. 42 4.1.3. Etapa 4.0 - Levantamento e Aquisição dos Materiais Cartográficos e de Sensoriamento Remoto ..................................................................................................................................... 43 4.1.4. Etapa 5.0 - Preparação e Edição no Banco de Dados Georreferenciados ...................... 45 4.1.5. Etapa 6.0 - Processamento Digital das Imagens de Sensoriamento Remoto (PDI) ....... 46 4.1.6. Etapa 7.0 - Elaboração do Mapa de Uso e Ocupação da Terra ...................................... 46 4.1.7. Etapa 8.0 - Geração de Produtos Auxiliares para a Compartimentação Fisiográfica e Zoneamento Geombiental ........................................................................................................ 48 4.1.8. Etapa 9.0 - Elaboração do Mapa de Compartimentação Fisiográfica ............................ 50 4.1.8.1. Etapa 9.1 - Compartimentação fisiográfica ................................................................. 50 4.1.8.2. Etapa 9.2 - Caracterização Geológica-Geotécnica ...................................................... 54 4.1.9. Etapas 10.0 e 11.0 - Trabalho de Campo e Correção dos Dados de Sensoriamento Remoto e Mapeamentos Realizados ......................................................................................... 54 4.1.10. Etapa 12.0 e 13.0 - Mapa de Zonas Geoambientais e avaliação .................................. 55 5. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ......................................................... 57 5.1. Localização ........................................................................................................................ 57 5.2. Clima ................................................................................................................................. 59 5.3. Geologia Regional ............................................................................................................. 61 5.3.1. Embasamento Cristalino ................................................................................................. 62 5.3.1.1. Unidade Rio Guaripu ................................................................................................... 62 5.3.1.2. Unidade Rio Paraitinga ................................................................................................ 62 5.3.2. Rochas Granitóides ......................................................................................................... 63 5.3.3. Bacia Sedimentar de Taubaté ......................................................................................... 63 5.3.4. Condições Estruturais ..................................................................................................... 65 5.4. Geomorfologia Regional ................................................................................................... 66 5.5. Recursos Hídricos .............................................................................................................. 71 5.6. Uso e Cobertura da Terra................................................................................................... 71 5.7. Recursos minerais .............................................................................................................. 74 6. RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................. 77 6.1. Processamento Digital das Imagens de Sensoriamento Remoto (PDI) ............................. 77 6.3. Elaboração do Mapa de Uso e Ocupação da Terra ............................................................ 81 6.4. Geração de Produtos Auxiliares para a Compartimentação Fisiográfica e Zoneamento Geoambiental ............................................................................................................................ 85 6.4. Compartimentação Fisiográfica e geológica-geotécnica ................................................... 92 6.4.1. Unidade Fisiográfica 1 – Micaxistos, quartzo micaxistos, quartzitos e quartzo xistos em relevo de morro ......................................................................................................................... 93 6.4.2. Unidade Fisiográfica 2 – Migmatitos em relevo de morros ........................................... 96 6.4.3. Unidade Fisiográfica 3 – Migmatitos em relevo serrano ............................................... 98 6.4.4. Unidade Fisiográfica 4 – Migmatitos em relevo de colinas ......................................... 100 6.4.5. Unidade Fisiográfica 5 – Migmatititos em morrotes .................................................... 102 6.4.6. Unidade Fisiográfica 6 – Rochas cataclásticas em morros .......................................... 104 6.4.7. Unidade Fisiográfica 7 – Rochas cataclásticas em morrotes ........................................ 106 6.4.8. Unidade Fisiográfica 8 – Rochas granitoides em morros ............................................. 108 6.4.9. Unidade Fisiográfica 9 – Rochas granitoides em morrotes .......................................... 110 6.4.10. Unidade Fisiográfica 10 – Sedimentos quaternários em relevo de morros ................ 112 6.4.11. Unidade Fisiográfica 11 – Sedimentos quaternários em relevo serrano .................... 114 6.4.12. Unidade Fisiográfica 12 – Sedimentos quaternários em relevo de colinas ................ 116 6.4.13. Unidade Fisiográfica 13 – Sedimentos quaternários em planícies aluviais ............... 118 6.4.14. Unidade Fisiográfica 14 – Conglomerados, arenitos, siltitos, argilitos e folhelhos do Grupo Taubaté em relevo de colinas ...................................................................................... 121 6.4.15. Unidade Fisiográfica 15 - Conglomerados, arenitos, siltitos, argilitos e folhelhos do Grupo Taubaté em relevo de morros ...................................................................................... 123 6.4.16. Unidade Fisiográfica 16 - Conglomerados, arenitos, siltitos, argilitos e folhelhos do Grupo Taubaté em relevo de morrotes ................................................................................... 125 6.4.17. Unidade Fisiográfica 17 - Conglomerados, arenitos, siltitos, argilitos e folhelhos em terraços baixos ........................................................................................................................ 127 6.4.18. Unidade Fisiográfica 18 - Conglomerados, arenitos, siltitos, argilitos e folhelhos em planícies aluviais .................................................................................................................... 129 6.4.19. Unidade Fisiográfica 19 - Granulitos e charnockitos em relevo de morros ............... 131 6.5. Mapa de Zonas Geoambientais........................................................................................ 133 6.5.1. Zona Geoambiental A ................................................................................................... 135 6.5.1.1. Subzona Geoambiental A1 ........................................................................................ 135 6.5.1.2. Subzona Geoambiental A2 ....................................................................................... 136 6.5.2. Zona Geoambiental B ................................................................................................... 136 6.6.3. Zona Geoambiental C ................................................................................................... 137 6.6.4. Zona Geoambiental D ................................................................................................... 138 6.6.5. Zona Geoambiental E ................................................................................................... 138 7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................... 140 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 142 APÊNDICES ......................................................................................................................... 164 20 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA O aumento demográfico e a crescente demanda por recursos naturais vem causando a apropriação intensa de elementos do sistema ambiental, muitas vezes desprovida de planejamento adequado. Entretanto, como cada espaço geográfico possui peculiaridades, diferentes tomadas de decisão devem ser tomadas de acordo com o contexto local, conforme os apontamentos de Ross (2006): “A fragilidade dos ambientes naturais diante das intervenções humanas é maior ou menor em função de suas características genéticas, [...] por serem regidos por uma complexidade de mecanismos naturais, que definem espaços territoriais próprios”. (ROSS, 2006). Todavia, as mudanças ambientais pelas atividades humanas sempre ocorreram, mas atualmente as taxas dessas mudanças são cada vez maiores e a capacidade dos humanos em modificar as paisagens também tem aumentado bastante (GUERRA & MARÇAL, 2006). Segundo Casseti (1994), o homem, de acordo com suas necessidades, modifica o ambiente ao seu redor, gerando alterações principalmente nos elementos que se encontram em contato direto com suas atividades, como a cobertura vegetal, a rede hidrográfica e as formas de relevo. Caetano (2006) ressalta que a intervenção em sistemas ambientais requer uma série de estudos multidisciplinares, onde devem ser abordados aspectos do meio físico, biológico e socioeconômico, de modo a minimizar os impactos e otimizar os resultados, do ponto de vista técnico, econômico e social. Estudos desse escopo subsidiam o Planejamento Ambiental e a Gestão do Território, os quais permitem a articulação do Planejamento Econômico e Sociocultural, vinculando as atividades humanas ao espaço geográfico. Dentre as ramificações do Planejamento Ambiental e da Gestão Territorial destaca-se o Planejamento do Meio Físico, composto pelo estudo e organização dos elementos do meio físico que são indiretamente e diretamente afetados pelas atividades antrópicas. Assim, o planejamento ambiental deve ser a projeção no espaço das políticas social, cultural, ambiental e econômica de uma sociedade, vinculando as atividades humanas ao território (MAURO, 1997). 21 Também denominados de aspectos geoambientais, os elementos do meio físico são sintetizados pelo clima, solo, relevo, formações rochosas, recursos hídricos e outros atributos físicos do terreno. Vedovello e Mattos (1993) salientam que “Independente de serem naturais ou induzidos, os problemas da interação entre a ação antrópica e o meio físico são causados principalmente pela não consideração da limitação e aptidão desse meio” (VEDOVELLO & MATTOS, 1993). Os mesmos autores denominam tais problemas como fenômenos geodinâmicos, que por sua vez são listados por escorregamentos, colapso de terrenos, tremores e enchentes. Fornasari Filho et. al. (1990) complementam, caracterizando os processos do meio físico como “ [...] série de fenômenos sucessivos com relação de causa-efeito, que resulta da interação entre componentes materiais e tipo de energia, sendo deflagrada ou catalisada por agentes físicos, químicos, biológicos o humanos, em um determinado ambiente [...] “(FORNASARI FILHO et al.,1990). Assim, para estes autores, o resultado dessa relação pode ocasionar erosão pluvial, fluvial e eólica, além de escorregamento, rastejo, alteração na drenagem superficial e sub- superficial, mudança das interações físico-química no material de cobertura e na água, emissão de partículas e gases, deposição de sedimentos, inundação, alteração na pedogênese, subsidência, queda de blocos, indução de sismos e alteração na umidade do ar (FORNASARI FILHO et al.,1990). Nesse sentido, o Zoneamento Geoambiental, que identifica as unidades ambientais ou de paisagens, auxilia no ordenamento territorial e na gestão ambiental, pois, segundo Ross (2006), “aponta as potencialidades dos recursos naturais e as potencialidades dos grupos sociais que habitam esses espaços”. Desta forma, este tipo de análise harmoniza o uso da terra frente às vulnerabilidades e aptidões do meio físico, norteando as políticas públicas em função dos diferentes agentes ambientais e antrópicos. De modo a subsidiar estudos relacionados a essa temática, Bell (1993) sugere o uso de produtos de sensoriamento remoto, tais como fotos aéreas ou imagens de satélite. Estes, devido às suas características de periodicidade de imageamento, visão sinóptica e informações multiespectrais e multiespaciais, são ferramentas úteis na observação do alvo e avaliação 22 integrada do ambiente, pois minimizam custos e facilitam o monitoramento da dinâmica e transformação da paisagem. Portanto, as técnicas de Sensoriamento Remoto, aliado às ferramentas de geoprocessamento, fornecem subsídios para o levantamento atualizado de recursos ambientais (relevo, solos, minérios e água) nas intervenções no meio físico, onde é vital que as tomadas de decisões garantam a sua viabilidade e a melhor relação entre funcionalidade e custo/benefício. Deste levantamento resultam mapas temáticos básicos (uso e cobertura do solo, geomorfologia e declividade e outros) contendo as informações mais relevantes ao problema, de modo que este pode ser diagnosticado e modelado, orientando a integração dos dados em mapas-síntese, cartogramas, tabelas e quadros, que subsidiam o processo de planejamento e os prognósticos que norteiam a tomada de decisões (PENIDO et al., 1998). Considerando essas premissas iniciais, a área de estudo do presente trabalho se localiza no médio Vale do Paraíba, na porção leste do estado de São Paulo, constituída pelas folhas topográficas São José dos Campos (SF-23-Y-D-II-1) e Jacareí (SF-23-Y-D-II-3). A região concentra um dos maiores valores de PIB do país e se configura como um importante meio de fluxo econômico entre duas megalópoles brasileiras, São Paulo e Rio de Janeiro. Seade (2010) ressalta a importância estratégica dessa região, na qual indústrias de alta intensidade tecnológica estão concentradas, especialmente na cidade de São José dos Campos, sede do maior complexo aeroespacial da América Latina. Por conta do elevado grau de industrialização e urbanização da região, a pressão sobre os recursos naturais é intensa, exigindo políticas públicas que possam promover um modelo de desenvolvimento preocupado com as questões ambientais (ITANI et al., 2011). Acompanhando esse cenário desenvolvimentista, o local apresenta outras atividades antrópicas que exercem forte influência sobre o meio físico, tais como a extração de areia, turfa e argila ao longo da planície aluvial do Rio Paraíba do Sul e a alta demanda por novos loteamentos (RUZISKA & SUGUIO, 2008). Ademais, a região é expressiva no que tange aos aspectos geológicos e geomorfológicos. Localizada no segmento central do Rift Continental do Sudeste do Brasil – RCSB (RICCOMINI et al. 2004), as cartas topográficas São José dos Campos e Jacareí abrangem parte do Embasamento Cristalino formado pelas Serra da Mantiqueira e Serra do Mar, além de parte de rochas sedimentares da Bacia Sedimentar de Taubaté. Somado a essas particularidades, o relevo do local compreende a Serras, Morros e Morrotes nas regiões do Embasamento Cristalino, somados a Colinas, Planícies e Terraços Baixos na Bacia Sedimentar de Taubaté. 23 2. OBJETIVOS O objetivo principal deste trabalho consistiu em identificar e caracterizar zonas geoambientais na área abrangida pelas cartas topográficas São José dos Campos (SF-23-Y-D- II-1) e Jacareí (SF-23-Y-D-II-3) (SP), na escala 1:100.000, com base nos aspectos fisiográficos, por meio de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento. A partir do objetivo principal foram traçados os seguintes objetivos específicos: - Obter o mapa de uso e cobertura da terra do local; - Realizar a compartimentação fisiográfica a partir de técnicas de fotointerpretação; - Elaborar o Zoneamento Geoambiental com a análise multicritério; - Avaliar a adequabilidade dos usos da terra frente às unidades geoambientais definidas no estudo. 24 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Este capítulo é dividido em 6 partes: Teoria dos Sistemas, Princípios do Zoneamento Ambiental, Zoneamento Geoambiental, Compartimentação Fisiográfica, o Sensoriamento Remoto na compartimentação fisiográfica e a importância do Geoprocessamento no Zoneamento Geoambiental. 3.1. Teoria dos Sistemas Há tempos diversos cientistas vêm utilizando-se de uma forma mais ou menos empírica das noções sistêmica em suas pesquisas, incluindo o ramo das geociências. Foi somente no final da década de 30, com a criação da teoria geral dos sistemas por Ludwig von Bertalanffy, que os pesquisadores passaram a adotar a abordagem sistêmica em seus estudos, de forma mais organizada (GUERRA, 1978). O preceito elementar do estudo de sistemas é o da conectividade. Para Maciel (1974), sistema é “um conjunto de elementos quaisquer ligados entre si por cadeias de relações de modo a constituir um todo organizado. Distinguem-se, nessa primeira definição os seguintes conceitos fundamentais: conjunto, elemento, relação, todo e organização” (MACIEL, 1974, p.13). Christofoletti (1979) se aprofunda mais no termo, e define o sistema como sendo: “um conjunto de unidades com relações entre si. A palavra ‘conjunto’ implica que as unidades possuem propriedades comuns. O estado de cada unidade é controlada, [...], condicionada ou dependente do estado das outras unidades. Desta maneira, o conjunto encontrasse organizado em virtude das inter-relações as unidades, e o seu grau de organização permite que assuma a função de um todo que é maior que a soma das suas partes” (CHRISTOFOLETTI, 1979, p.1). Na concepção de Santos (1982), “pode-se compreender sistema como o conjunto de elementos com ligações entre si e o ambiente, cada sistema se compõe de subsistemas e todos são parte do sistema 25 maior, cada um deles é autônomo e simultaneamente aberto e integrado ao meio, existe inter-relação direta com o meio” (SANTOS, 1982, p. 21). Em todas as definições apresentadas observa-se a unanimidade em relação à conectividade entre os elementos/unidades de um sistema e a importância da particularidade dos mesmos, que pode ser definido como a identidade de cada um. Assim, a soma e a organização de cada um dos itens componentes de um sistema definem o escopo e o resultado final de toda uma cadeia sistêmica. O geossistema, termo aplicado para os sistemas que envolvem os elementos do meio físico, facilitou e integrou os estudos integrados das paisagens. Assim, pode-se afirmar que o método geossístêmico calhou de maneira relevante às análises em Geociências, pois possibilita um prático estudo do espaço e da paisagem com a incorporação social na interação natural com o potencial ecológico e a exploração biológica (NASCIMENTO; SAMPAIO, 2005/2005) (Figura 1). Figura 1 – Geossistemas (BERTRAND, 1968) Segundo Andreozzi (2005), os sistemas são compostos basicamente por matéria e energia, sendo o caráter dinâmico dos sistemas determinado pelos fluxos de massa e energia. A estrutura de um sistema é constituída pelos elementos deste sistema e suas relações, o tamanho, a correlação entre as variáveis e a causalidade são suas principais características. Na classificação de Forster, Rapoport e Trucco, citado por Christofoletti (1999, p. 5), os sistemas podem ser: isolados, que são aqueles que não sofrem perda nem recebem energia e os sistemas não isolados, nos quais ocorrem relações com os demais sistemas do universo 26 em que funcionam, podem ser subdivididos em sistemas abertos (onde ocorrem entrada e saída constante de energia e matéria) e os sistemas fechados (quando há troca de energia, mas não de matéria). Para Odum (1983) os sistemas podem ser abertos ou fechados. No sistema aberto existem uma ou mais entradas e saídas, como exemplo, podemos citar a bacia hidrográfica, que pode ser considerada um sistema aberto, recebendo energia solar e água das chuvas e perdendo água e sedimentos através do escoamento, já o sistema fechado é concebido como um sistema em completa isolação, com nenhum fluxo de entrada ou de saída. Sistemas fechados na natureza, em completo isolamento são raros e temporários. Os Sistemas Ambientais, pela variedade de elementos e fluxos que apresentam, constituem-se como complexos sistemas espaciais, estando presentes nos estudos ambientais várias características da Teoria Geral dos Sistemas, como a sintonização holística, a interação entre os elementos e o meio, os fluxos de energia e a variedade de elementos em sua estruturação (ANDREOZZI, 2005). A interferência das sociedades pode desencadear a aceleração, o retardamento e a extinção de alguns processos naturais (SIMON, 2007). O conjunto de técnicas desenvolvidas pelo homem sobre os sistemas físico-ambientais comanda os fluxos de matéria e energia, a fim de manter as atividades urbano-industriais e agropastoris que são sustentadas pela exploração dos recursos naturais (CHRISTOFOLETTI, 1999, p.37). Nesse contexto, Ruhe (1975) afirma que em manejo ambiental, uma abordagem sistêmica auxilia na compreensão das características do terreno e materiais componentes do presente e passado, ajudando a estimar mudanças futuras. Assim, quanto maior for o conhecimento dos sistemas naturais, mais facilitado será o seu manejo e, consequentemente, suas previsões (GUERRA, 1978). 3.2. Princípios do Zoneamento Ambiental O marco inicial da conscientização planetária em relação ao uso indiscriminado e indevido dos recursos ambientais se deu na Conferência Mundial das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente Humano, ocorrida em Estocolmo, em 1972. As constatações acerca da problemática ambiental, apresentadas naquela data, provocaram pressões generalizadas para que os países se reestruturassem, de forma a 27 redefinirem suas políticas ambientais nacionais no controle e na exploração dos seus recursos naturais. Seguindo esses preceitos, o zoneamento surgiu nos Estados Unidos com o intuito de promover a saúde, segurança, moral e bem-estar da comunidade (CLARK, 1985). No Brasil, com a instituição da Política Nacional do Meio Ambiente (Lei nº. 6.938 de 31/08/81), alguns instrumentos de ação vieram à tona, de modo a nortear as políticas públicas em relação à temática ambiental, tal como avaliação de impactos ambientais, o licenciamento e revisão de atividades poluidoras, o sistema nacional de informações do meio ambiente e o zoneamento ambiental (PILACHEVSKY, 2013). Entretanto, a regulamentação da respectiva norma em 2002, através do decreto nº 4.297, passou a denominar o Zoneamento Ambiental como Zoneamento Ecológico Econômico (ZEE), sendo um instrumento de gestão e planejamento do meio físico. De acordo com o disposto nesse decreto no artigo 2°, o zoneamento pode ser caracterizado como um instrumento de organização territorial que deve ser obrigatoriamente seguido na implantação de planos e obras públicas ou privadas estabelecendo “[...] medidas e padrões de proteção ambiental destinados a assegurar a qualidade ambiental dos recursos hídricos e do solo e a conservação da biodiversidade, garantindo o desenvolvimento sustentável e a melhoria das condições de vida da população”. De maneira geral, conforme o artigo 3º, seu objetivo é, “[...] organizar, de forma vinculada, as decisões dos agentes públicos e privados quanto a planos, programas, projetos e atividades que, direta ou indiretamente, utilizem recursos naturais, assegurando a plena manutenção do capital e dos serviços ambientais dos ecossistemas” (BRASIL, 2002). Além dessa definição instituída por lei, diversos autores contribuíram na conceituação e no estabelecimento de diretrizes para o zoneamento ambiental. Para Vedovello (2000), “o zoneamento é um instrumento técnico-político de planejamento ambiental, aplicado para disciplinar o uso do solo e dos recursos naturais de forma racional e sustentável. As informações ambientais são integradas e registradas em base geográfica, o que favorece a análise global do território e a eficácia das decisões políticas e o desenvolvimento sustentável da área onde e realizado”. Batistela (2007) corrobora essa afirmação, definindo o zoneamento ambiental como a harmonização dos modos de apropriação do espaço e a capacidade estrutural dos geossistemas 28 de suportar e absorver os efeitos dos diferentes usos para que não resultem em instabilidade do ambiente, em formas de degradação, poluição ou mesmo em escassez de recursos naturais, que provocam sérias consequências adversas aos ecossistemas, reduzindo a sua resiliência. Para ambos os autores, por meio da identificação das suscetibilidades (vocações) e restrições ambientais, o ZA pressupõe o conhecimento dos atributos naturais no sentido de caracterizá-los e diagnosticá-los, permitindo a planificação dos espaços e seus respectivos usos e ocupação. Em geral, as formas de uso e ocupação são identificadas, espacializadas, caracterizadas e quantificadas. Nesse sentido, Cabral (2005) sugere uma representação simplificada das fases de elaboração do Zoneamento Ambiental, conforme demonstrado na figura 2. Figura 2 - Representação simplificada das fases para elaboração do Zoneamento Ambiental (modificado de Cabral, 2005). Assim como o zoneamento ambiental é resultante da análise integrada dos parâmetros ambientais, o método de zoneamento geoambiental também possui uma abordagem sistêmica, uma vez que considera a paisagem como resultante da interação dinâmica de elementos físicos com fatores ecológicos e antrópicos (SHIMBO, 2006). Sobre essa consideração, é importante destacar que o conceito de zoneamento geoambiental adotado nesse trabalho considera tanto a teoria dos sistemas quanto o conceito de unidades da paisagem, visto que eles se complementam. 29 3.3. Zoneamento Geoambiental Segundo Jiménez et al. (1995), o zoneamento geoambiental consiste no exame sistemático de uma região com a finalidade de obter informação sobre as variáveis litológicas, morfoestruturais, microclimáticas, fisiográficas e coberturas/unidades de alteração intempérica, definindo com isto as zonas geoambientais, que apresentam as potencialidades de suporte do meio físico de acordo com os condicionadores naturais, em função dos modificadores socioeconômicos. Estas informações permitem a adequação das necessidades socioeconômicas às possibilidades físicas e ecológicas da região, resultando na ocupação ordenada e sustentável do território. Moraes (2007) enfatiza que em cada zona geoambiental é possível discriminar o potencial e as limitações de uso dos recursos naturais através das condições ecogeodinâmicas da paisagem, sendo possível propor o uso compatível da terra visando sua sustentabilidade. Por condições ecogeodinâmicas entende-se o conjunto de fatores físicos, químicos e biológicos atuando e interatuando ao longo do tempo, com ciclos e dinâmicas particulares resultantes destas interações que ocorrem em um dado espaço, conceito adaptado a partir dos trabalhos de Tricart (1977) (MORAES, 2007). Moraes (op.cit.) complementa a afirmação de Jiménez et al. (1995), salientando que o Zoneamento Geoambiental e um instrumento técnico cujo objetivo é orientar o uso da terra em função das características intrínsecas dos elementos da paisagem. No campo das conceituações de Zoneamento Geoambiental, Ohara (1995) define o termo como “parte do processo de planejamento de uso da terra, com a definição de áreas territoriais homogêneas, segundo suas características naturais e avaliadas em função de suas potencialidades e limitações, com o propósito de determinar suas necessidades de manejo ou conservação e a sua tolerância às intervenções do homem.” Para o autor, o Zoneamento Geoambiental deve ter como meta, o fornecimento de subsídios técnicos para orientar e elucidar a tomada de decisões na implementação de alternativas de desenvolvimentos regionais, compatíveis com a sustentabilidade e vulnerabilidade dos sistemas ambientais. Ainda para Zacharias (2006), o Zoneamento Ambiental define espaços segundo critérios de agrupamentos pré-estabelecidos, os quais costumam expressar as potencialidades, vocações, restrições, fragilidades, suscetibilidades, acertos e conflitos de um território. Ele 30 pode ser entendido como uma proposta metodológica de uso do território segundo suas potencialidades e vocações sócio-naturais (ZACHARIAS, 2006). Shimbo (2006) traça um paralelo entre o zoneamento ambiental e o zoneamento geoambiental, salientando que como o zoneamento ambiental é resultante da análise integrada dos parâmetros ambientais, o método de zoneamento geoambiental também possui uma abordagem sistêmica, uma vez que considera a paisagem como resultante da interação dinâmica de elementos físicos com fatores ecológicos e antrópicos (SHIMBO, 2006). Nos estudos de elaboração de Zoneamento Geoambiental Jiménez et al. (1995) associam métodos e técnicas da análise fisiográfica e da análise morfoestrutural dentro da visão ecodinâmica proposta por Goosen (1968) e Tricart (1977). Na visão ecodinâmica a paisagem e resultante da interação dinâmica de elementos físicos com fatores ecológicos e antrópicos, cujo método de analise e interpretação deve ser sistêmico. O Zoneamento Geoambiental na literatura de zoneamento das paisagens é a proposta de como usar o território, segundo Mateo Rodriguez (1994), o zoneamento pode ser dividido em três níveis: a) usos funcionais b) intensidade de uso – consideram a capacidade de suporte dos sistemas; e c) quais as medidas, as providências que devem ser tomadas para colocar em prática o modelo ambiental (ou de uso da paisagem). Vedovello e Mattos (1998) e Silva et al. (2010) listam que os procedimentos utilizados para a obtenção do zoneamento geoambiental envolvem três etapas: a) compartimentação do terreno (delimitação de zonas com características fisiográficas semelhantes); b) caracterização das unidades (em termos geotécnicos, geográficos e geológicos); e c) avaliação e classificação das unidades (em termos de fragilidades e potencialidades relativas aos objetivos do zoneamento) para cartografia temática final ou de síntese. Pilachevsky (2013) concluiu que ainda não há um consenso na bibliografia acerca de como estabelecer os limites das zonas geoambientais. Alguns autores, como Fontes e Pejón (2002) propõe a utilização das unidades da paisagem, outros como Rivas et al. (1994) sugerem o uso das unidades geológicas como os limites das zonas geoambientais. Ohara (1995), assim como Rivas et al. (1994), considera que a unidade geoambiental é delimitada por rupturas de declividade, geralmente associadas ao limite litológico ou geológico, e com menor frequência ao limite erosivo e de descontinuidade estrutural (PILACHEVSKY, 2013). Nesse contexto, Vedovello e Mattos (1998) salientam que as metodologias que utilizam técnicas de compartimentação de terrenos permitem o aumento da precisão cartográfica e a minimização da questão dos limites, pois refletem os diversos elementos que constituem o meio físico. 31 A questão da homogeneidade nas zonas geoambientais é unanimidade entre diversos autores. Ohara (1995) afirma que a condição desejável é a delimitação de unidades de zoneamento, as quais sejam totalmente homogêneas em todos os seus fatores ambientais de relevância para o planejamento de seu uso. Trabalhos como os de Fontes e Pejón (2008), Vedovello (2000), Vedovello e Mattos (1993, 1998), Moraes (2007), Della Justina (2009), Oliveira (2004) e Oliveira et al. (2007) utilizaram-se deste conceito na delimitação de suas zonas geoambientais. Segundo Ross (1995), o procedimento metodológico para a espacialização de informações geoambientais pode ser por meio da abordagem integrada (Land System) ou da abordagem multi-temática. Mitchell (1973) identifica essas abordagens como fisiográfica ou de paisagens (Physiographic or Landscape Approach) e paramétrica (Parametric Approach), que equivalem aos conceitos da abordagem integrada e multi-temática de Ross (1995), respectivamente (VEDOVELLO, 2000). Na abordagem integrada, utiliza-se como referencial as unidades da paisagem, ou seja, os padrões de fisionomias do terreno, a partir dos quais são gerados produtos temáticos de análise integrada e informações sintetizadas. Nessa abordagem não há a necessidade de verticalização setorial dos temas disciplinares. Já na abordagem multi-temática, gera-se uma multiplicidade de produtos cartográficos de diferentes temas que, posteriormente, são cruzados diretamente ou em associações específicas até se chegar a um mapa final de síntese (ROSS, 1995). Segundo o mesmo autor, em função de suas características cartográficas, a abordagem integrada (ou fisiográfica) é de natureza analítico-sintética, enquanto a multi- temática (ou paramétrica) caracteriza-se por ser analítica inicialmente e de síntese em uma etapa posterior. Conforme essa definição, entre as duas abordagens, a análise integrada (fisiográfica) aponta vantagens sobre a multi-temática (paramétrica) no sentido de que ela permite a elaboração de um produto cartográfico único onde os elementos ambientais são analisados de forma integrada, facilitando o entendimento dos resultados pelos planejadores e gestores ambientais e diminuindo os custos em termos de gasto e tempo, já que não envolve um grande volume de mapas setoriais (ROSS, 1995; VEDOVELLO & MATTOS, 1998; VEDOVELLO, 2000). 32 3.3.1. Compartimentação Fisiográfica Para Oliveira (2004), a compartimentação fisiográfica é o método utilizado para agrupar os elementos constituintes do meio físico de acordo com suas semelhanças e diferenças. Para que se possa agrupar ou não um elemento deve-se, primeiro, constatar se este elemento apresenta características comuns àquelas do universo analisado. Assim, o processo de compartimentação deve ser precedido por um processo classificatório, onde os elementos que apresentam características iguais ou mais próximas entre si são agrupados (OLIVEIRA, 2004). Segundo Vedovello (2000), a compartimentação fisiográfica consiste em dividir uma determinada região em áreas que apresentem, internamente, características fisiográficas homogêneas e distintas das áreas adjacentes. Tal compartimentação pode ser efetuada em diferentes escalas, sendo comum a denominação de “classes” de unidades fisiográficas que englobam outras (em escalas maiores) ou por outras são englobadas (escalas menores). Em relação às escalas de análise citadas por Vedovello (2000) e Vedovello e Mattos (1993) destacam que a compartimentação pode ser realizada através de divisões fisiográficas em diferentes níveis hierárquicos, que por sua vez são relacionados às condições morfoambientais e genéticas da região. A hierarquização por nível taxonômico é composta por Província, Zona, Subzona e Unidade (VEDOVELLO & MATTOS, 1993, 1998; CARDOSO, et al., 2009; OLIVEIRA, 2004; OLIVEIRA et al., 2007). A relação entre esses níveis taxonômicos e as características fisiográficas das unidades apresentam-se listadas no quadro 1. 33 Quadro 1 - Níveis taxonômicos da compartimentação fisiográfica Níveis taxonômicos Aspectos texturais de discriminação fisiográfica Áreas compartimentadas Província Assimetria das formas de drenagem Correspondem a compartimentos tectônicos atuais que englobam regiões com diversidade genética agora nas mesmas condições climáticas Zona Assimetria e tropia das formas de drenagem e relevo Correspondem as áreas com grupos de rochas que apresentam diferenças genéticas e de evolução tectônica, apresentando resistências diversas à modelagem tectono-climática Subzona Grau e ordem de estruturação associadas às formas dos elementos texturais de drenagem e relevo Correspondem às áreas definidas com base no tipo litológico, morfológico, de relevo e do tipo de sedimento, os quais apresentam composição físico-química específica que condiciona a modelagem das formas da paisagem. Unidade (UBCs) Propriedades das formas dos elementos texturais de drenagem e relevo (tipo, arranjo, densidade, grau e ordem de estruturação) Correspondem as unidades básicas do terreno associadas às geoformas (áreas onde há associação específica das formas de ocorrência de vários elementos fisiográficos da paisagem). Fonte: modificado de Vedovello e Mattos (1993) A compartimentação é efetuada pela análise dos elementos componentes do meio físico, que podem ser de natureza geológica ou geomorfológica, e da identificação de aspectos locais desses elementos, ou seja, das suas formas de ocorrência (VEDOVELLO & MATTOS, 1993, 1998). Zaine (2011), Silva et al. (2010) e Cardoso et al. (2009) corroboram tal afirmação, salientando que para a compartimentação ser realizada deve ter como referência, principalmente,as propriedades texturais (relevo, forma e estrutura de drenagem) do meio analisado. Segundo Pilachevsky (2013), alguns procedimentos de individualização das unidades do meio físico facilitam a interpretação das propriedades texturais, dentre eles, as técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento. 34 3.3.2. O Sensoriamento Remoto na compartimentação fisiográfica Segundo Soares et al. (1982), as estruturas geológicas podem ser refletidas em superfície e esse reflexo é passível de identificação através de produtos de sensores remotos, por meios específicos de técnicas de análise e interpretação. Vedovello (2008) complementa, salientando que as imagens são capazes de demonstrar a organização espacial do meio físico, sobre os quais é possível traçar limites (VEDOVELLO, 2008). Nesse contexto, Veneziani e Anjos (1982) sistematizaram um método lógico baseado na análise dos elementos de relevo e da rede de drenagem, das formas resultantes e de suas propriedades, subsidiado por estudos preliminares de Soares e Fiori (1976), Guy (1966) e Rivereau (1969). Soares et al. (1978) adaptaram essas metodologias para análise em imagens de sensoriamento remoto orbital, seguindo os mesmos preceitos. Nesse método, o processo de fotointerpretação envolve inicialmente a identificação dos elementos da imagem com os objetos e a análise das relações entre as imagens e, finalmente, a descoberta ou avaliação do significado e função dos objetos e suas relações. Assim, nesse método três etapas são fundamentais, a saber:  Fotoleitura - reconhecimento e identificação dos elementos das imagens com os objetos correspondentes e sua repartição;  Fotoanálise - reconhecimento das leis e da complexidade de organização dos elementos de textura para a caracterização das formas de interesse;  Fotointerpretação - estabelecimento de uma correlação entre a imagem produzida pelo sensor e o modelo do fenômeno no terreno (VENEZIANI & ANJOS, 1982; SOARES & FIORI, 1976; SOARES et al., 1978). A fotoleitura exige o conhecimento das técnicas e processos de obtenção da fotografia ou imagem de sensoriamento remoto orbital, tais como a câmara ou o sensor, a geometria da imagem, as propriedades da visão estereoscópica, as emulsões de impressão e as formas de energia captáveis. Constitui um requisito para o bom desempenho na análise e interpretação das imagens (VENEZIANI & ANJOS, 1982; SOARES & FIORI, 1976; SOARES et al., 1978). Na fotoanálise os interesses são fundamentalmente os elementos naturais da paisagem. O relevo e a drenagem constituem os objetos principais da avaliação da imagem para a obtenção de informações geológicas. Estão envolvidas nessa etapa a análise de elemento de 35 textura, a densidade de textura, a estrutura, forma e as zonas de repartição e limites (VENEZIANI & ANJOS, 1982; SOARES & FIORI, 1976; SOARES et al., 1978). O quadro 2 sumariza as características de cada uma das propriedades texturais de imagens. Quadro 2 - Características das propriedades texturais de imagens Fonte: adaptado de Mattos (2011) No quadro 2 nota-se o destaque para os aspectos texturais. Isso ocorre, pois as variações na textura do relevo e da drenagem constituem a propriedade fundamental na análise da imagem, visto que permitem separar feições com significados diferentes ou associar feições com os mesmos significados (SOARES & FIORI, 1976). Na fotointerpretação são estabelecidas correlações entre a textura na imagem e as características e propriedades geotécnicas dos materiais que são imageados, ou seja, é realizada uma relação entre os níveis de cinza da imagem e a superfície do terreno. Esta relação deriva dos fatores que controlam as propriedades da imagem, os quais são relacionados com as formas de relevo e a drenagem. Um dos fatores é o morfogenético, responsável pela modelagem das formas de relevo e da drenagem. Deve-se considerar os fatores clima, tectônica, nível base, descarga de água e sedimento. Além destes, outro fator PROPRIEDADE TEXTURAL CARACTERÍSTICA Elemento de textura Menor superfície contínua e homogênea distinguível na imagem e passível de repetição Densidade de textura Quantidade de elementos texturais por unidade de área da imagem Estrutura Padrão de organização no espaço dos elementos texturais Forma Conjunto de elementos texturais estruturados por um padrão. É caracterizada pela propriedade dos elementos texturais (de relevo e drenagem), densidade de textura, estrutura, grau de estruturação e ordem de estruturação Zonas de repartição e limites Zonas de repartição dos elementos texturais onde se repetem e possuem a mesma estrutura. Limites separam as zonas homólogas com propriedades texturais e/ou estruturais diferentes 36 deve ser considerado: o tempo, que representa a perspectiva histórica da evolução do sistema (VENEZIANI & ANJOS, 1982; SOARES & FIORI, 1976; SOARES et al., 1978). 3.3.3. A Importância do Geoprocessamento no Zoneamento Geoambiental As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, chamadas de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), permitem realizar análises complexas ao integrar dados de diversas fontes e ao criar banco de dados georreferenciados. Burrough (1986) os definiu como um “conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados sobre o mundo real”. Os primeiros SIGs foram desenvolvidos na década de 60 por agências governamentais, como resultado da necessidade eminente de lidar com questões ambientais complexas. Um dos pioneiros foi o Sistema de Informação Geográfica do Canadá (CGIS), idealizado para processar a imensa quantidade de dados criados pelo inventário de terras daquele país. Atualmente,os SIGs são o resultado de mais de três décadas de evolução e inúmeras inovações tecnológicas têm favorecido sua popularização, incluindo a facilidade de automatizar tarefas que tradicionalmente eram feitas manualmente (BURROUGH, 1986; CALIJURI, 1995; ENGESPAÇO, 1990; FELGUEIRAS & CÂMARA, 1993). Os SIGs tratam de dados espaciais, ou seja, dados que descrevemfenômenos aos quais está associada alguma dimensão no espaço. Este utiliza uma classeparticular de dados espaciais: os dados georreferenciados ou geográficos, que descrevem fatos, objetos e fenômenos do globo terrestre, associados a sua localização sobre a superfície terrestre, num certo instante ou período de tempo. Portanto, podem ser utilizados para adicionar valor aosdados espaciais, permitindo que os mesmos possam ser organizados e visualizados eficientemente, transformando-os em informação disponível. Propicia também a integração de diversos tipos de dados, em diferentes escalas, criando novas informações e auxiliando na tomada de decisões, através da construção de mapas temáticos e suas interações (BURROUGH, 1986). Diversos autores têm desenvolvido trabalhos dessa temática utilizando diferentes Sistemas de Informação Geográfica. Zaine (2011), Moraes (2007), Ohara et.al. (2003), Pilachevsky (2013), Della Justina (2009), Torres (2011), Tinós (2011), Shimbo (2006), Morelli (2002) e Rodrigues (2000) utilizam o SIG como base de dados em seus trabalhos voltados à temática ambiental. 37 Nesse contexto, Júnior e Mattos (2003) afirmaram que o Sensoriamento Remoto representa a principal fonte de informação atualmente para um SIG. Além disso, a união da tecnologia e dos conceitos e teorias de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento possibilitam a criação de sistemas de informação mais ricos e sofisticados, resultando em bancos de dados geocodificados mais precisos e integrados. 38 4. MÉTODOS E ETAPAS DA PESQUISA A orientação metodológica da presente pesquisa vincula-se à Teoria Geral dos Sistemas, onde a interferência do sistema socioeconômico sobre o sistema ambiental gera alterações, que condicionam situações de descontrole e desequilíbrio ambiental (CORRÊA et al., 2009, 2012). Os sistemas ambientais, devido a sua natureza e peculiaridade, diferem-se dos sistemas socioeconômicos, de caráter essencialmente não natural. Os sistemas ambientais são abertos, ou seja, são permeáveis, o que permite a entrada e saída de matéria e energia. Por outro lado, devido a essa particularidade, são extremamente sujeitos ao desequilíbrio, ocasionado, na maioria das vezes, pelo excesso de inputs impostos pela ação antrópica. De acordo com Tricart (1977, p.19), “O conceito de sistema é, atualmente, o melhor instrumento lógico de que dispomos para estudar os problemas do meio ambiente. Ele permite adotar uma atitude dialética entre a necessidade da análise – que resulta do próprio progresso da ciência e das técnicas de investigação - e a necessidade, contrária, de uma visão de conjunto, capaz de ensejar uma atuação eficaz sobre esse meio ambiente. Ainda mais, o conceito de sistema é, por natureza, dinâmico, e por isso adequado a fornecer os conhecimentos básicos para uma atuação – o que não é o caso de um inventário, por natureza estática”. O mesmo autor ressalta que sistema é um conjunto de fenômenos que se processam mediante fluxos de matéria e energia, que originam relações de dependência mútua entre si (TRICART, op.cit.). Assim, o sistema irá apresentar propriedades que lhe são inerentes e que diferem da soma das propriedades de seus componentes. Ainda neste cenário, Haigh (1985) complementa, afirmando que “um sistema é uma totalidade que é criada pela integração de um conjunto estruturado de partes componentes, cujas interrelações estruturais e funcionais criam uma inteireza que não se encontra implicada por aquelas partes componentes quando desagregadas” (HAIGH, 1985, tradução nossa). 39 Seguindo as proposições de Christofoletti (1999) e Chorley e Kennedy (1971), a área objeto desta pesquisa foi analisada sob o enfoque dos sistemas não-isolados e abertos, pois, mantém relações com os demais sistemas do universo no qual funcionam e permitem a ocorrência constante de trocas de energia e matéria, na forma de inputs e outputs. Assim, a adoção desta metodologia permite analisar os resultados de forma sistêmica e integrada, levando em consideração as atuais problemáticas da área de estudo, somadas ao seu histórico de degradação ambiental. A maneira dinâmica de abarcar os problemas permite, por conseguinte, introduzir critérios de ordenação e gestão do território (TRICART, 1977). Com base na Teoria Geral dos Sistemas, a presente pesquisa seguiu as seguintes etapas e procedimentos, conforme sintetiza a figura 3. 40 Figura 3 – Fluxograma das etapas da pesquisa 41 4.1.1. Etapa 1.0 - Definição da Pesquisa e Seleção da Área de Estudo O presente trabalho atende às características da pesquisa qualitativa através da apresentação de um estudo de caso. Assim, na pesquisa qualitativa, segundo apontamentos de Silva e Menezes (2001, p. 20): “[...] há uma relação dinâmica entre o mundo real e o sujeito, isto é, um vínculo indissociável entre o mundo objetivo e a subjetividade do sujeito que não pode ser traduzido em números. A interpretação dos fenômenos e a atribuição de significados são básicas no processo de pesquisa qualitativa. Não requer o uso de métodos e técnicas estatísticas. O ambiente natural é a fonte direta para coleta de dados e o pesquisador é o instrumento-chave. É descritiva. Os pesquisadores tendem a analisar seus dados indutivamente. O processo e seu significado são os focos principais de abordagem”. Seguindo esta abordagem, em conformidade com a Teoria Geral dos Sistemas, a área de pesquisa selecionada para o objeto de estudo foi a região de São José dos Campos, abrangendo as cartas topográficas de São José dos Campos e Jacareí, cujas particularidades geomorfológicas e geológicas permitiram a adoção da metodologia de Zoneamento Geoambiental, aliada às técnicas de fotointerpretação e compartimentação fisiográfica. Ademais, seus arredores correspondem a uma parcela importante do PIB nacional e estadual, através da presença de importantes pólos industriais e aeronáuticos, além de interligar duas importantes megalópoles do contexto nacional. Para Kurkdjian et al. (2000), “In the decades 70/80 and 80/90 São José dos Campos region presented average annual geometric population growth rates respectively of 6,84% and 3,99%. Such growth rates were due mainly to positive migratory fluxes. Since 1980, over 95% of its’ population lives in town, which consequently has been submitted to an accelerated process of expansion. As in most brazilian cities, this accelerated urban growth was chaotic, causing strong negative environmental impacts, together with the loss of life quality, particularly in those residential areas where the segment of population from the poorest social classes live”. 42 Desta forma, a seleção da respectiva área de estudo visa não somente a aplicação de uma metodologia, mas de nortear as políticas públicas no que tange o ordenamento territorial e a gestão dos recursos naturais. As cartas topográficas se configuram como documentos cartográficos oficiais válidos para todo o território nacional, sendo que qualquer pesquisa no âmbito cartográfico e ambiental as utiliza como ponto de partida para a realização de estudos relativos ao meio físico, biótico e socioeconômico. Assim, optou-se pela seleção dos limites das cartas topográficas e não os limites administrativos dos respectivos municípios, fato também verificado em estudos de Martorano (1998), Lollo (1995) e Fagundes et al. (2010). Consequentemente, caso estudos posteriores sejam realizados a partir do presente trabalho, os limites estarão bem definidos. 4.1.2. Etapas 2.0 e 3.0 - Caracterização da Área de Estudo e Revisão Bibliográfica Esta etapa consistiu no levantamento das principais referências bibliográficas acerca da temática do zoneamento geoambiental, compartimentação fisiográfica, fotointerpretação e suas particularidades. Essa etapa focou na busca sistemática e integrada de artigos de periódicos na base de dados do Portal da Capes, na busca de teses e dissertações, especialmente, nas bibliotecas virtuais da UNESP, USP e UNICAMP, e na busca de obras de referência. Os principais autores analisados foram: Vedovello e Mattos (1993, 1998); Vedovello (2000); Veneziani e Anjos (1982); Ricci e Petri (1965); Zaine (2011); Jiménez et al. (1989); Soares e Fiori (1976); Ohara (1995); Ohara et al. (2003); Zuquette (1987); Zuquette e Nakazawa (1998); Zuquette e Gandolfi (2004); Riverau (1969,1972); Lollo (1995); Guy (1966); Soares et al. (1978, 1982); Mattos (1986, 2011); Crisóstemo Neto (2003); Della Justina (2009). As principais palavras-chave (key-words) utilizadas no levantamento bibliográfico foram compartimentação fisiográfica (physiografic subdivision); zoneamento geoambiental (geo-environmental zoning); mapeamento geotécnico (geotechnical mapping) e fotointerpretação (photointerpretation). Quanto à caracterização da área de estudo, o primeiro procedimento dispensado foi o levantamento de todo o material bibliográfico acerca do local, metodologia similar ao item 3.0. Entretanto, as palavras-chave os principais autores foram distintos, conforme seguem, respectivamente: Bacia Sedimentar de Taubaté (Sedimentary Basin Taubaté), Vale do Paraíba (Paraíba Valley) e Rio Paraíba do Sul (Paraíba do Sul River). Quanto aos autores: Riccomini 43 (1989); Riccomini et al. (2004); Almeida (1976); Saad (1990); Chiodi Filho et al., (1983); Fernandes (1991); Fernandes (1993); Fernandes e Chang (2001, 2003); Hasui e Ponçano (1978); Mancini (1995); Marques (1990); Mezzalira (1989); Morelli (2002); Ruziska e Suguio (2008); e Suguio (1969). 4.1.3. Etapa 4.0 - Levantamento e Aquisição dos Materiais Cartográficos e de Sensoriamento Remoto Para compor a base cartográfica da área em questão foram selecionadas folhas topográficas em escala 1:50.000 do catálogo virtual do IBGE, alocadas no endereço ftp://geoftp.ibge.gov.br/mapeamento_sistematico/topograficos/escala_50mil/pdf/. As cartas topográficas escolhidas correspondem às folhas Jacareí (SF-23-Y-D-II-3) e São José dos Campos (SF-23-Y-D-II-1), ambas em Datum Horizontal Córrego Alegre (MG) e datadas de 1974 e 1973, respectivamente. Os mapeamentos geológicos e geomorfológicos também foram utilizados como auxiliares na realização da compartimentação fisiográfica. Os materiais utilizados foram: - Mapa geológico em escala 1:100.000 da quadrícula de São José dos Campos, em Projeção UTM (IPT, 1978); - Mapa geomorfológico em escala 1:250.000 do Vale do Paraíba, em Projeção UTM (FLORENZANO & CSORDAS, 1993). Ademais, dados originados de Sensoriamento Remoto também foram utilizados para a realização da presente pesquisa. Para tal, foram realizadas buscas em bases de dados gratuitos, conforme a seguir: - Imagens de Radar SRTM, originadas da base de dados do Sistema TOPODATA, alocadas no endereço http://www.webmapit.com.br/inpe/topodata/. A imagem adquirida pertence à cena 23S465 e possui 30m de resolução espacial, sendo seu Sistema de Coordenadas Geográficas o Datum WGS84. - Imagens do satélite Landsat 5 e 7 (sensor TM e ETM+, respectivamente), disponibilizadas pelo acervo de imagens do Inpe, alocadas no endereço http://www.dgi.inpe.br/CDSR/. Optou-se pelas imagens que apresentavam 0% de cobertura de nuvens em seus quadrantes. As principais características das imagens utilizadas encontram-se listadas no quadro a seguir. 44 Quadro 3 - Características das imagens de sensoriamento remoto orbital Landsat 5 e 7 utilizadas na pesquisa Satélite/ Sensor Órbita Ponto Formato Bandas Data Ângulo de inclinação solar Landsat 5/TM 219 76 Digital 3, 4 e 5 21/04/2011 47 o 4’7’’ Landsat 5/TM 219 76 Digital 4 09/08/1987 55 o 24’1’’ Landsat 7/ETM+ 219 76 Digital 8 03/09/1999 43 o 43’52’’ Estas, por sua vez, possuem resolução espacial de 30m, com exceção da banda pancromática do sensor ETM+, do satélite Landsat 7, que possui 15 metros de resolução. Todas as imagens possuíam originalmente o sistema de projeção UTM WGS84 zona 23S. Ressalta-se que a escolha da banda 4 do Landsat 5 não foi realizada por critérios aleatórios. Por possuir sensibilidade à morfologia do terreno, permite a obtenção de informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia, admitindo a análise e mapeamento de feições geológicas e estruturais (ROCHA, 2000). Nesse sentido, trabalhos de Florenzano (1998) e Veneziani et al. (1998) optaram pela utilização da respectiva banda para estudos de cunho geomorfológico e geológico, cujos resultados apresentaram-se favoráveis para o tema em questão. Em relação à data da imagem supracitada, foi realizada uma busca dos dados mais antigos no catálogo do INPE, pois como se trata de uma área muito urbanizada, as formas de relevo estão atualmente mascaradas e alteradas pela ação antrópica. A seleção da banda 8 (pancromática) do Landsat 7 não seguiu critérios específicos em relação a datas. A escolha se deu apenas pelo fato de possuir uma resolução espacial maior que as demais, auxiliando no processo de fotointerpretação. Para o uso e ocupação da terra a preferência por datas recentes é relevante, pois trata- se de uma atividade altamente dinâmica e atemporal, não obedecendo a critérios específicos. Imagens da base de dados do sistema Landcover (http://glcf.umd.edu/), da Universidade de Maryland, também foram necessárias, uma vez que seu acervo possui dados de sensoriamento remoto orbital já georreferenciados. Para tal, foi selecionada a banda 4 do sensor ETM+, do sistema Landsat 7, que subsidiou o registro das imagens anteriores. Esta, por sua vez, possuía como sistema de projeção UTM o Datum WGS84 zona 23S. 45 4.1.4. Etapa 5.0 - Preparação e Edição no Banco de Dados Georreferenciados Primeiramente, as folhas topográficas foram georreferenciadas no software ArcGis 10.1 ® , sendo necessários 5 pontos de controle para cada carta, todos apresentando erros menores que 2 metros. Em seguida, o banco de dados foi projetado segundo o seu sistema de projeção original, que neste caso era o UTM, com o Datum horizontal Córrego Alegre (MG). A priori, o sistema de projeção UTM estabelecido para a realização trabalho foi o South American Datum de 1969 (SAD69), pois a maioria dos dados cartográficos brasileiros o adota como referência espacial (ISHIKAWA, 2001). Desta forma, a utilização de transformações geodésicas foi necessária para a validação do trabalho, uma vez que a não adoção deste processo pode gerar erros e distorções nos produtos finais. Assim, optou-se pela transformação da fórmula de Molodensky, pois, transforma diretamente coordenadas geodésicas, dadas em latitude, longitude e altura elipsoidal, por meio do aumento da componente horizontal e vertical, sem necessidade de uma conversão intermediária das coordenadas geodésicas para o sistema geodésico cartesiano (FRAU et.al., 2012). Posteriormente, o polígono da área de estudo, que corresponde à delimitação das folhas topográficas Jacareí e São José dos Campos, foi elaborado, sendo necessária a criação de um arquivo tipo shape de polígono, em ambiente ArcGis, As imagens Landsat 5 e 7 foram registradas com o auxílio dos dados de sensoriamento remoto orbital do Sistema Landcover, pois, o uso das cartas topográficas não seria suficiente, uma vez que suas extensões espaciais são distintas. Assim, todas as bandas supracitadas foram georreferenciadas pela coleta de 9 pontos de controle, todos apresentando erros menores que 5metros. Seguindo os mesmos procedimentos da transformação geodésica, foi adotado para as imagens o sistema de projeção UTM SAD69. Para os dados de radar SRTM e TOPODATA procedimentos específicos foram seguidos para o seu registro, sumarizados em seu endereço de origem. Entretanto, os procedimentos de transformação geodésica também foram adotados, seguindo passos anteriores já realizados. Por fim, os dados auxiliares de geologia e geomorfologia foram georreferenciados e transformados para o sistema de projeção do ambiente do trabalho. Em seguida, as 46 informações contidas em cada mapa foram vetorizadas e armazenadas no banco de dados criado para a elaboração da pesquisa, em ambiente ArcGis. 4.1.5. Etapa 6.0 - Processamento Digital das Imagens de Sensoriamento Remoto (PDI) O Processamento Digital das Imagens de Sensoriamento Remoto compreendeu aos procedimentos que foram utilizados para realce, contraste, filtragem e classificação, através da manipulação do histograma dos pixels contidos nas imagens. Essas técnicas foram fundamentais para a visualização de feições que até então estavam mascaradas pela distribuição concentrada ou espaçada dos pixels no histograma da imagem. Assim, optou-se nesse trabalho em realizar estes procedimentos no software SPRING 5.1.8 devido à facilidade de manipulação de processamentos digitais no referido programa. Primeiramente foi criado o banco de dados de acordo com a sistemática do ambiente, que em seguida recebeu o projeto integrado com os dados a serem trabalhados. O primeiro processamento digital realizado foi o aumento do contraste linear, aplicado em todas as bandas das imagens Landsat, que possibilitou um maior espalhamento dos pixels contidos em cada uma das imagens orbitais. Além dessa técnica de realce, o presente trabalho também optou pelo processamento de Filtragem Linear de Realce de Imagem TM (Laplaciano), realizado apenas na banda 4 do Landsat 5 (de 9/08/1987) e na banda 8 da Landsat 7 (datada de 03/09/1999). Este tipo de filtro passa-alta é utilizado para realçar os componentes de alta frequência, favorecendo as diferenciações e os aspectos texturais da imagem. Segundo Florenzano (2008), com este processo as estradas, as drenagens, as falhas, as juntas e outras feições lineares da imagem são destacadas. 4.1.6. Etapa 7.0 - Elaboração do Mapa de Uso e Ocupação da Terra Para a elaboração do mapa de uso e ocupação da terra foram dispensados procedimentos adicionais aos anteriores, representados pela segmentação e a classificação supervisionada. Para tal, foram selecionadas as imagens com datas mais atuais, que no caso desta pesquisa, correspondem às bandas 3, 4 e 5 do sistema Landsat 5, de 2011. No processo de segmentação, segundo Novo (2008), “ocorre a divisão da imagem, gerando regiões 47 homogêneas, [...] com o agrupamento de pixels contíguos”. Nesse sentido, as imagens desejadas na submissão desse processo devem passar pelo realce de composição colorida, também conhecida como falsa-cor, onde a combinação das cores primárias (R – red, G – green, B – blue) se associam às diferentes bandas, gerando cores de acordo com a satisfação visual do intérprete (CRÓSTA, 1992). Neste caso, a melhor composição colorida correspondeu a 3B4G5R, que posteriormente foi sujeita ao processo de segmentação, onde a operação selecionada foi a de crescimento de regiões. Os valores selecionados para a similaridade e área (pixel) foram 40 e 50, respectivamente, pois trabalhos de Barbosa et al. (2004) e de Hess et al. (2003) apontam que a melhor combinação desses limiares é definida empiricamente, sendo necessários testes com diferentes valores para um dado conjunto de dados. Posteriormente, os dados resultantes da segmentação foram submetidos ao processo de classificação supervisionada. A classificação supervisionada foi escolhida, pois existia um conhecimento prévio da pesquisadora acerca do local, e, principalmente, das classes analisadas (CRÓSTA, 1992; NOVO, 2008; FLORENZANO, 2008). A escolha das classes seguiu as orientações do IBGE (2006), aliados ao conhecimento das classes existentes no local. Assim, após a realização de inúmeros testes empíricos, o classificador que apresentou melhores resultados foi o Bhattacharya, cujo limiar de aceitação foi de 99%. Para quantificar a exatidão do levantamento do uso e ocupação da terra optou-se pela utilização do índice Kappa, que se configura como um dos parâmetros mais utilizados e eficientes para este tipo de análise (COHEN, 1960). O índice é obtido através da adoção de uma referência para comparação dos mapeamentos produzidos, também denominado de “verdade de campo” ou “referência terrestre” (LOBÃO et al., 2005). Assim, é realizada uma tabulação cruzada indicando a proporção de casos presentes e/ou ausentes no mapa, cujos resultados são resumidos na forma de uma matriz de significância, na qual os elementos da diagonal principal indicam a significância da classificação (COHEN, 1960; RUDORFF et al., 2007). Os dados vetoriais produzidos pela classificação foram exportados para ambiente ArcGis, onde as classes de uso foram minuciosamente analisadas e corrigidas. Como ferramenta auxiliar, os dados da plataforma Google Earth e dos mapas do Inventário Florestal do Estado de São Paulo (INSTITUTO FLORESTAL, 2010) foram utilizados para tal verificação, além de dados de sensoriamento remoto das imagens originais. Nesse sentido, parâmetros de diferenciação como textura, cor, contraste, tonalidade, padrão, forma e 48 tamanho foram empregados nesta etapa de validação dos dados, seguindo os preceitos de Ceron & Diniz (1966), Loch (1984) e Marchetti & Garcia (1986). 4.1.7. Etapa 8.0 - Geração de Produtos Auxiliares para a Compartimentação Fisiográfica e Zoneamento Geombiental De modo a subsidiar a Compartimentação Fisiográfica, bem como o próprio Zoneamento Geoambiental, foram gerados os mapas de declividade e de hipsometria da área de estudo. A hipsometria é uma técnica de representação da elevação do terreno através de cores, e seu estudo possibilita conhecer o relevo de uma região de forma mais aprofundada, além de auxiliar no entendimento dos fenômenos que se processam em sua superfície. A declividade, por sua vez, é uma variável básica para a segmentação de áreas em praticamente todos os procedimentos de planejamento territorial devido a sua estreita associação com processos de transporte gravitacional (escoamento, erosão, deslizamento) (VALERIANO, 2008). Além dessas aplicações, também figura entre as variáveis de evidente aplicação na interpretação geomorfológica. Para esta etapa, selecionou-se como dados de entrada a imagem de radar do sistema SRTM, que foi submetida aos procedimentos de Raster to TIN, para a construção do mapa hipsométrico, e ao Slope, para a declividade, ambos pela ferramenta 3D Analyst, na plataforma ArcGis. As classes hipsométricas foram divididas em intervalos de 100 metros, de modo que a primeira cota selecionada foi a de 500 metros e a última de 1.100 metros, uma vez que a menor amplitude encontrada em toda a área de estudo é de 530 metros, e a maior, 1.100 metros, respectivamente. A escolha do intervalo hipsométrico supracitado entra em consonância com o quadro de análises e interpretação dos dados geológicos em imagens de sensoriamento remoto proposto por Zaine (2011), uma vez que para o quesito “amplitude local” os diagnósticos são quantificados em centenas. A definição das classes de declividade seguiu as orientações metodológicas de Lepsch (1983, 2002), Ross (1995), Ponçano et al. (1981) e De Biasi (1970, 1992). Desta forma, foram definidas as seguintes classes:  0 a 5%: representam áreas com declives suaves e escoamento superficial lento a médio (LEPSH, et al., 1983). Este intervalo se refere às áreas propicias para a ocupação, 49 desde que não estejam sujeitas aos processos de inundação e enchente, considerando que o processo de inundação ocorre principalmente em solos com baixa permeabilidade. De Biasi (1970) destaca ainda a ausência de problemas de erosão linear e laminar, e afirma que o limite máximo de inclinação do terreno para a implantação de indústrias é de 5%.  5 a 12%: são áreas propícias para o cultivo agrícola mecanizado com ocorrência incipiente de processos erosivos. Lepsh (1983, 2002) considera que essas áreas possuem superfícies inclinadas, geralmente com relevo ondulado, apresentando escoamento superficial médio a rápido. Em alguns casos, a erosão hídrica oferece poucos problemas, podendo ser controlada com técnicas simples. Para práticas de cultivo intenso, estas áreas requerem complexas técnicas de conservação dos solos (LEPSH, 1983). De acordo com De Biasi (1970), este intervalo se configura como o limite para o emprego da mecanização na agricultura e construção civil sem necessidade de cortes ou aterros.  12 a 30%: segundo De Biasi (1970) se refere às áreas de grande inclinação no relevo, ou seja, áreas em que os cultivos agrícolas são dificultados, sendo possível somente a prática de culturas permanentes. Além disso, o parcelamento do solo é permitido somente em áreas com declividade de até 30%, conforme estabelece a Lei Federal 6.766/79 alterada pela Lei nº 9.785/99.  30 a 45%: são as porções do terreno cujas encostas são o limite para o corte raso da vegetação (DE BIASI, 1970). Ross (1995) considera que a partir de 30% de declividade o terreno apresenta fragilidade muito alta. Além disso, a Lei do Parcelamento do Solo Urbano (Lei Federal 6.766/79) define que não é permitido construções urbanas “em terrenos com declividade igual ou superior a 30%, salvo se atendidas exigências específicas das autoridades competentes” (BRASIL, 1979, artigo 3).  45 a 100%: se refere às áreas íngremes. O Código Florestal (Lei Federal 12651/2012) recomenda o limite de 45% para separar cultivos ou pastagens de cobertura florestal e institui que áreas com declives entre 45% e 100% podem ser usadas somente para exploração florestal seletiva, sendo consideradas áreas de preservação permanente. Os mapas hidrográfico e geológico também foram auxiliares para o processo de compartimentação fisiográfica. Nesse sentido, o mapa geológico, em escala 1: 100.000 do IPT 50 (1978) foi vetorizado em ambiente ArcGis e foram feitas as transformações necessárias em relação ao sistema de projeção do mapa original. Não obstante, o mapa hidrográfico foi gerado através das informações das cartas topográficas 1: 50.000 das folhas Jacareí (SF-23-Y- D-II-3) e São José dos Campos (SF-23-Y-D-II-1), cuja fonte de dados é o IBGE. 4.1.8. Etapa 9.0 - Elaboração do Mapa de Compartimentação Fisiográfica A abordagem adotada para a compartimentação fisiográfica deste trabalho é a análise integrada (ROSS, 1995), também denominada de fisiográfica (MITCHELL, 1973). Segundo Vedovello (2000), Ross (1995) e Zaine (2011) este tipo de análise inclui uma abordagem de natureza analítico-sintética, derivada dos land systems, tendo como referenciais padrões de fisionomia do terreno ou padrões de paisagem, individualizados e cartografados. O produto cartográfico gerado é único, porém, seccionado em várias unidades de terreno, que incluem características referentes ao relevo, solo, geologia, uso da terra, vegetação e socioeconômica, cujas informações são sintetizadas e apresentadas mediante a análise integrada (ZAINE, 2011). Vedovello (2000) e Tinós (2011) ressaltam que a prática deste procedimento é positiva em relação ao tempo de execução e de aplicabilidade, facilitando ações de planejamento territorial. 4.1.8.1. Etapa 9.1 - Compartimentação fisiográfica A compartimentação fisiográfica seguiu as recomendações da interpretação pelo método lógico (GUY, 1966; SOARES & FIORI, 1976), que segundo Vedovello (2000) é passível de repetição por outros intérpretes ou aplicação em outras áreas de maneira similar. Neste método os estudos de textura, forma e estrutura das feições seguem as etapas de fotoleitura, fotoanálise e fotointerpretação. Segundo Soares e Fiori (1976), a etapa de fotoleitura compreende o reconhecimento dos elementos de textura de interesse na imagem; a fotoanálise, por sua vez, faz a associação e ordenação das partes da imagem analisada e a fotointerpretação trata da análise da imagem visando à descoberta e avaliação, por métodos indutivos, dedutivos e comparativos do significado, função e relação dos objetos correspondentes às imagens (SOARES & FIORI, 1976). No caso do presente trabalho foram utilizadas imagens de sensoriamento orbitais, portanto as colocações de Veneziani e Anjos (1982) e Soares et al. (1978) foram necessárias. 51 A etapa de fotoleitura se baseou na identificação das técnicas e processos de obtenção da imagem orbital de sensoriamento remoto, como a resolução espacial, resolução espectral e outras características pertinentes nessa fase. Mattos (2011) sugere que se realize um reconhecimento geral da imagem nesta etapa, bem como o arranjo espacial das feições. Para a fotoanálise as análises da forma, textura, estrutura dos elementos do relevo e da drenagem foram considerados referenciais para a delimitação dos diferentes compartimentos. Assim, esta etapa seguiu as proposições do quadro de análise fotogeológica, elaborado por Zaine (2011), conforma pode ser observado no Quadro 4. A fotointerpretação, por sua vez, se baseou na assimilação dos resultados obtidos pela fotoanálise, identificando o significado das formas e características das unidades delimitadas no contexto de sua função para o ambiente. 52 Quadro 4 – Quadro de análise e interpretação de dados geológicos por sensoriamento remoto Fonte: Zaine (2011) 53 Continuação Quadro 4 - Quadro de análise e interpretação de dados geológicos por sensoriamento remoto Fonte: Zaine (2011) 54 A figura 4 lista resumidamente as etapas da realização da compartimentação fisiográfica. Figura 4 - Etapas da realização da compartimentação fisiográfica (adaptado de Pilachevsky, 2013) 4.1.8.2. Etapa 9.2 - Caracterização Geológica-Geotécnica A caracterização geológico-geotécnica foi baseada nos resultados da interpretação das imagens pelas etapas anteriores e pelo trabalho de campo. As análises realizadas nessa fase seguiram as orientações do item “Aplicações” da “Análise de densidade textural”, “Análise das formas e características do relevo” e “Análise das estruturas geológicas” do item 1 do quadro 5,apresentado anteriormente, conforme proposto por Zaine (2011). Assim, estudos mais detalhados a respeito dessa temática são necessários, uma vez que esta foi obtida como um subproduto das análises fisiográficas. 4.1.9. Etapas 10.0 e 11.0 - Trabalho de Campo e Correção dos Dados de Sensoriamento Remoto e Mapeamentos Realizados O trabalho de campo visou observar e validar cartograficamente as feições de relevo (aspectos fisiográficos) para a verificação da homogeneidade das unidades de compartimentação e seus limites, as características geológico-geotécnicas, o uso da terra e as 55 ocorrência de processos do meio físico. Nesta etapa buscou-se percorrer todas as zonas homólogas ao longo da área de estudo, coletando pontos de localização com o GPS Garmin Etrex e com fotografias panorâmicas do relevo. Os resultados dos trabalhos de campo possibilitaram a reinterpretação da compartimentação fisiográfica e do mapeamento de uso e ocupação da terra. 4.1.10. Etapa 12.0 e 13.0 - Mapa de Zonas Geoambientais e avaliação Com a reinterpretação da compartimentação fisiográfica e as correções de dados após o trabalho de campo, as informações produzidos foram avaliadas e sintetizadas como cartografia final ou de síntese (VEDOVELLO, 2000), onde as zonas homólogas definidas anteriormente foram classificadas em termos de fragilidades e potencialidades do terreno. A metodologia utilizada para a elaboração do Zoneamento Geoambiental da região de São José dos Campos foi baseada, principalmente, nos trabalhos de Zaine (2011), Vedovello e Mattos (1993, 1998), Vedovello (2000), Mattos (2011), Soares e Fiori (1976), Soares et.al. (1978), Veneziani e Anjos (1982), Riverau (1972) e Pilachevsky (2013). Acordando com as proposições dos respectivos autores, o mapa de zonas geoambientais foi elaborado em escala 1:100.000, partindo-se principalmente da associação de métodos e técnicas da análise fisiográfica. Conforme as recomendações de Pilachevsky (2013), a carta de zoneamento geoambiental foi elaborada segundo o conceit