3-Mestrandos UFRJ - UFF; 4-Bolsistas UFRRJ - CNPq

UFRRJ - Depto Geociências. Antiga Est. Rio-São Paulo, km 47. Seropédica

UFRJ - CCMN: Inst. Geociências. Cid. Univ. 21941-590 Rio de Janeiro-RJ

Resumo. O presente trabalho tem por objetivo destacar a importância da elaboração de uma Base de Dados Geocodificada da Reserva Biológica do Maciço do Tinguá e arredores, com o intuito de gerações futuras de cartogramas digitais classificatórios. A confecção de uma base de dados geocodificada para a referida área de estudo torna-se de grande valia, pois tendo-se toda a gama de parâmetros ambientais ajustada a um SGI, pode-se desta forma fazer uso de recursos computacionais, os quais ajudarão a proceder com precisão à elaboração futura de mapas avaliativos que primam pela representação ao mesmo tempo abrangente e detalhada das condições ambientais do meio físico de que se está estudando.

Abstract. This paper reports the generation of a geocoded database for the Biological Reserve of the Tinguá Massif, on important conservation unit near Rio de Janeiro. This database will be used in the near future for diagnosis and prognosis of critical environmental conditions related to the inadequate use of that conservation unet.

O considerado Projeto TINGUÁ trata sobre questões ambientais pertinentes à área da Reserva Biológica do Maciço do Tinguá(RJ) e adjacências, utilizando-se técnicas de geoprocessamento desenvolvidas pelo SAGA/UFRJ. Tal projeto interdisciplinar é composto, pelos módulos "Base de Dados" (1ª fase) e "Avaliações Ambientais" (2ª fase), desenvolvidos no Laboratório de Geoprocessamento Aplicado do Departamento de Geociências da UFRRJ.

Este estudo ambiental faz parte de projetos componentes do "Programa de Estudos Ambientais Geoprocessados"(PEAGEO/LGA/UFRRJ), cuja área núcleo de expansão é o complexo da Baixada de Sepetiba.

O presente trabalho expõe a 1ª fase do Projeto Tinguá, tendo-se como meta principal o Inventário Ambiental contido numa Base de Dados Geocodificada, representada por onze planos de informação. O produto final é exposto por um conjunto de Cartogramas Digitais Básicos, que serão utilizados como arcabouço para as análises Ambientais(2ª fase).

Esta é uma região definida por significantes compartimentos morfoestruturais representados pelos Sistemas Serrano, com uma maior expressão espacial, e a da Baixada(fig.1).

Neste, a atuação antrópica desenfreada mascara principalmente as baixas colinas pré-cambriana, com sítios urbanos coalecentes e loteamentos, ativos ou abandonados, expandindo-se pelos alvéolos associados. Pastagens e cultivos esporádicos intercalam-se ao adensamento urbano. Nela ocorrem resíduos de uma cobertura vegetal mais densa, como em setores próximos das encostas serranas. O intensivo desmatamento, sendo ocupado por atividades antrópicas mistas e sem controle, gerou problemas ambientais, proliferando áreas de riscos de erosão do solo (nas encostas) e enchentes (nos alvéolos e várzeas fluviais). Quanto ao vasto e imponente Sistema Serrano, pelas condições edafomorfológicas e litoestruturais, apresentam potenciais ambientais(pricipalmente na vasta área de Reserva Biológica) e também áreas de riscos, naquelas desprovidas de controle ambiental, como os de Deslizamentos e Desmoronamentos, devido aos desmatamentos indiscriminados. Um maior adensamento de focos urbanos, intercalados por cultivos de subsistência, são notados nas médias e altas encostas desmatadas, acompanhados por traçados viários(estradas não pavimentadas, caminhos e trilhas).

Problemas e potenciais ambientais são definidos e analisados pelo Sistema de Apoio à Decisão do pacote do SAGA/UFRJ, tendo-se como alicerce a Base de Dados Geocodificada, objetivo do presente trabalho. O uso de técnicas de geoprocessamento aplicadas a questões ambientais permite estudos ordenados e aplicativos, trazidos por Inventários, Monitoramentos, Avaliações e Prognósticos Ambientais.

Os trabalhos foram executados na escala de 1:50.000 e resolução de 25m. Para a montagem da Base de Dados Geocodificada e atualizável foi desenvolvida toda uma sequência de métodos convencionais de pesquisa - atividades de campo, interpretações de cartas, fotografias aéreas, imagens de Radar e Landsat, e mapeametos temáticos. Essas atividades básicas alicerçou a fase de geoprocessamento, gerando-se os cartogramas digitais básicos, representados na Base de Dados Geocodificada. Neste sentido duas fases de procedimentos metodológicos e tecnológicos foram desenvolvidoas:

Nesta fase embrionária foram feitos levantamentos logísticos para estruturação do referido Projeto, (em sua primeira fase) com as seguintes atividades:

a) investigação qualitativa sobre os problemas e potencialidades locais;

b) aquisição de informações e dados espaciais e temporais cartografados e não cartografados, fontes existentes e não existentes (acadêmicas e políticas);

c) aquisição de todo material cartográfico e de sensoriamento remoto necessário à pesquisa.

Efetuadas concomitantemente às interpretações de cartas topográficas, fotografias aéreas e imagens de Radar e de Satélite, e as atividades sequenciais dos mapeamentos temáticos. Cotejos foram necessários às possíveis atualizações.

Como auxílio para os mapeamentos da Geomorfologia, Litologia, Lineamentos Estruturais e Direção de Lineamentos, foram utilizados as aerofotos, na escala de 1:23.000, vôo-SA 390, Cruzeiro do Sul, 1968.

Foram usadas imagens de Radar(1:100.000) e Satélite(TM-Landsat 5, bandas 3 e 4, escala 1:100.000 de 1987 e 1:50.000 de 1989), gerando, além dos mapeamentos citados acima, cartogramas relativos aos Dados Básicos, às Proximidades e Cobertura Vegetal/Uso Atual do Solo.

Foram bastante úteis para os mapeamentos da ação antrópica, no tempo atual(1996). Baseadas nas interpretações das imagens Dados Básicos, Proximidades e Uso Atual do Solo tiveram suas unidades territoriais atualizadas por este método, com o apoio do uso de GPS.

Os mapeamentos dos onze planos de informação foram efetuados em três grupos, baseados nos critérios de elaboração, execução, análise e atualização.

a) Mapeamentos de Execução - foram aqueles executados diretamente das cartas básicas topográficas do IBGE, na escala de 1:50.000. Neste grupo foram elaborados Dados Básicos(Original), Declividade e Altitude.

b) Mapeamentos Analíticos Originais - tendo-se também como base a carta topográfica do IBGE, foram necessários o constante auxílio das aerofotos(considerados a "verdade terrestre") e as imagens, não esquecendo dos cotejos em campo. São os mapeamentos Geomorfológico, Litológico, Lineamentos Estruturais, Direções de Lineamentos.

c) Mapeamentos Analíticos Atuais - além do uso dos métodos acima exposto, fundamental é a atualização das unidades territoriais, (expostas em linhas, pontos e áreas, por meio do uso de fotos convencionais( de preferência de sobrevôo e de cotejos constantes no campo.

Equivale a geração e criação da Base de Dados Georeferenciada, representando o Inventário ambiental da área em estudo. Os doze planos de informação mapeados convencionalmente foram geoprocessados. A entrada dos dados no sistema foi através de leitura com "scanner", com a sua posterior edição. As feições ou entidades ou unidades territoriais mapeadas são reconhecidas no sistema computacional. O produto final é a criação de onze Cartogramas Digitais Básicos - a BASE DE DADOS GEOCODIFICADA.

Na fase de geoprocessamento de dados, pode-se destacar os seguintes "softwares" pertencentes ao pacote SAGA/UFRJ, são eles:

- MONTAGEM - responsável pela parte de junção das partes do mapa capturado(caso o mapa seja de grandes dimensões, não podendo ser capturado em apenas uma parte), georeferenciamento e modulação do mapa para a geração do mapa final(Raster).

- TRAÇADOR VETORIAL - após o mapa ter sido gerado (Raster), está pronto para ser editado. É nesta etapa que se começa a fazer o reconhecimento das áreas do mapa scannerizado, nomeando cada área conforme a legenda do mapa. Esta é a fase de edição do mapa propriamente dita.

O Inventário Ambiental, é considerado como "um arcabouço físico e lógico, representante da realidade ambiental"(Xavier-da-Silva, 1994), sendo definido pelas condições naturais e antrópicas mais relevantes na vasta área de Reserva Biológica e arredores. Esta varredura ambiental abrangeu onze planos de informações ou mapas temáticos digitais ou Cartogramas Digitais Básicos ou ainda Parâmentros Ambientais. Tais parâmetros apresentam suas respectivas unidades territoriais(classes) registradas cartograficamente em escala nominal, podendo-se definir a localização geográfica, a extensão territorial e correlações espaciais. A seguir, serão apresentados doze parâmetros ambientais, expondo os critério para a sua elaboração, e a realidade ambiental.

Foi considerado desde o início dos procedimentos metodológicos alicerce básico para a definição e mapeamento dos demais planos de informação(2º módulo - o presente), e também, como componente(por cruzamento) dos Cartogramas Digitais Classificatórios(2º módulo - Avaliações Ambientais). Este fato pode ser justificado pela singularidade do referido parâmetro em apresentar como categoria variáveis pontuais, lineares e áreas, (como rede de drenagem, sistemas viário, urbano, portuário e industrial).

O mapeamento referido ao parâmetro foi executado por compilaçõao da carta topográfica, escala 1:50.000, de 1963 registros principais podem-se destacar: a) a rede de drenagem sobressaindo-se as bacias dos rios Santana e Iguaçu, (o primeiro proveniente da Reserva Biológica); b) os sítios urbanos (cidades, povoados e loteamentos), com uma expressão temporal pretérita de 1963, destacando-se as cidades-núcleos de Cava, Engenheiro Pedreira, Nova Iguaçu e Japeri, os povoados de Tinguá, Adrianópolis e Jacerebu, e os loteamentos recém-implantados; c) quatro principais eixos rodoviários: Japeri-Miguel Pereira; Adrianópolis - Cava-Tinguá, todos com acesso direto ou indireto a significante Rodovia Dutra.

No cartograma "Dados Básicos Original" foram registradas as seguintes categorias: Drenagem, Ferrovia, Estrada Pavimentada, Estrada Não Pavimentada, Caminhos, Cidades, Povoados, Loteamentos.etc.

Foi elaborado a partir da atualização do mapa temático Dados Básicos Original de l973, utilizando-se imagens Landsat de 1987 e l989, as fotos convencionais e cotejos de campo. Desta atualização alguns fatos antrópicos merecem ser apreciados: a) loteamentos distribuídos nos baixos terraços do rio Iguaçú, foram abandonados;b) expressiva expansão urbana das cidades de Cava e Engenheiro Pedreira coalescendo com povoados adjacentes ; c) pavimentação da estrada Cava-Aduanópolis, Cava-Tinguá e Japeri-Engenheiro Pedreira ; d) abertura de novos caminhos nas encostas serranas.

Corresponde a um parâmetro antrópico muito útil ao poder público, pois apresenta níveis hierárquicos, com relação às acessibilidades aos diferentes fatores antrópicos, como proximidades de cidades, rodovias, portos, indústrias, ferrovias,etc. Suas categorias acham-se vinculadas ao cartograma "Dados Básicos Original". Equivalem ao traçado de faixas paralelas aos fatores antrópicos expressos neste cartograma , quer expostos em segmentos lineares(sistema viário), quer expostos em áreas (cidades). Quanto maior a expressão antrópica, mais larga o segmento-categoria , variando entre 50 a l000 metros. Como exemplo, têm-se a significante "Rodovia Pavimenta" Presidente Dutra, cujo segmento categoria apresenta uma largura de 500m de cada lado do eixo da citada rodovia, no entanto a categoria "Caminho" recebeu somente 50m.

As categorias-segmentos foram registradas a partir daquelas lançadas no cartograma "Dados Básicos" , de modo unitário e conjugado, o que acarretou uma maior quantidade de classes. Algumas são expostas a sequir: Cidades-Povoados-Ferrovias-Estrada Pavimentadas-Estradas Não Pavimentadas-Cidade /Estrada Pavimentada-Povoados/ Estrada Não Pavimentada-Povoado/Caminhos,etc.

O mesmo procedimento, baseando-se nas categorias do Dados Básicos Atual-l996.

Foi gerado diretamente a partir da carta topográfica do IBGE, utilizando-se o método DE BIASI (1970). Mais detalhadamente, foram lançadas as curvas de níveis com 20m de equidistância e aplicado o ábaco. Foram registradas as seguintes classes : 0 a 2,5% , 2,5 a 5,0%, 5,0 a 10% , 10 a 20% , 20 a 40% , 40 a 60%, 60 a 80% e acima de 80%.

Como se trata de uma área que reflete rica morfometria de suas vertentes , foi lançado um vasto espectro de gradiente topográfico. Encostas mais íngremes, como era de se esperar, correspondem a do maciço do Tinguá e de Vales Estruturais.

Também elaborado diretamente da carta topográfica do IBGE. Foi aplicado a distância de 20m, para o lançamento da curvas de níveis.

A amplitude altimétrica da área em estudo varia de 20 metros (alvéolos e terraços fluviais) a l.400 metros (Maciço do Tinguá). Em consequência deste fato foram registradas uma quantidade espressiva de classes altimétricas. São as seguintes: 0 a 20m , 20 a 40m , acima de 40m.

Em síntese, observa-se que o Sistema Baixada apresenta três níveis altimétricos 20 a 30 nos Alvéolos e Terraços Fluviais; 30 a 80m nas Baixas Colinas e 80 a 200m , nas Altas Colinas de Sopé. Quanto ao Sistema Serrano, apresenta quatro níveis altimétricos: 200 a 400m , nas Encostas de Tálus e Vale Estrutural: 400 a 800m nas Encostas Frontais do Maciço do Tinguá e Serra do Mar e Reverso Planáltico: 800 a l.000 metros nas altas Encosta do Maciço do Tinguá e l000 a l.400 metros nas altos Interflúvios do Tinguá e Serra do Mar.

Para o mapeamento geomorfológico foram estabelecidos os seguintes critérios: morfologia e morfometria, constituição do terreno (solo e subsolo) , cobertura vegetal e processos dominantes (intemperismo, pedogênese e morfogênese). Acresce-se ainda, a estes fatores, a utilização dos mapas temáticos: Litologia e Lineamentos Estruturais. A seguir são expostos as quatorzes unidades geomofológicas registradas para o referido parâmetro.(fig.02)

Borda Estrutural de Planalto Dissecado - Encostas Dissecadas de Maciço Alcalino - Planalto Estrutural Dissecado - Encostas Dissecadas de Vale Estrutural - Alvéolos Intermontanos - Vales Estruturais - Encostas de Tálus - Terraços Colúvio Aluvionares de Vale Estrutural.

Colinas Estruturais - Colinas Aplainadas - Colinas Isoladas - Rampas de Colúvio-Terraços Aluvionares de Baixada - Alvéolos Intercolinas.

A análise das unidades geomorfológicas será efetuada no ítem 5 , modo integrado com as unidades territorais dos demais parâmetros ambientais representativos da Base de Dados.

Não houve critério adotado para este mapeamento, pois foi compilado da fonte DRM-RJ. Foram registradas as seguintes unidades litológicas : Aluvião - Rochas de Diques Basálticos - Rochas de Diques Alcalinos - Maciço Alcalino do Tinguá - Aplogranito Leucocrático - Unidade Rio Negro (migmatito) - Unidade Rio Negro (granito) - Unidade Rio Negro(quartizito) - Batólito Serra dos Órgãos - Batólito Serra das Araras (granitóides) - Batólito Serra das Araras(migmatitos) - Batólito Serra das Araras (migmatito Itaocara) - Unidade Itaocara (biotita gnaisse).

Tratando-se de uma área com características morfoestruturais foi necessário o mapeamento das estruturas lineares, como complemento às análises ambientais, como por exemplo para fins de : localizar áreas de fraqueza à escorregamento de terras, áreas propícias a núcleos urbanos, contenção de encostas, construção de barragens, potencial para mananciais, etc.

Para a obtenção deste cartograma estrutural foi feito o levantamento e registro de todos os lienamentos da área, bem definidos em superfícies, identificáveis nas aerofotos (l:23.000). Os lineamentos identificados foram transferidos para o mapeamento topográfico (1:50.000) e elaborado o "Overlay". Para a confecção deste cartograma foi necessário quantificar as feições lineares por quadrículas (l km). Após a contagem dessas feições verificou-se que o número de lineamentos por quadrícula variou de 28 a 0 (zero). A partir desta informação foram geradas dez classes com intervalo de tamanho três, para expressar a distribuição de frequências dos lineamentos por quadrículas. Com este tratamento foram agrupadas áreas de semelhante intensidade de lineamentos estruturais com um número de classes relativamente baixo (dez classes, expostas a seguir: Classe 0 a 2 , 3 a 5 , 6 a 8, 9 a ll, l2 a l4 , l5 a l7, l8 a 20, 21 a 23, 24 a 26 e maior que 26.

Pela distribuição e nível de adensamento dos lineamentos estruturais pode-se constatar que as maiores intensidades dessa feições podem ser agrupados em quatro compartimentos geográficos: expondo quadrículas mais ou menos concentradas a) no Maciço do Tinguá - setores central, noroeste e sudoeste: b) no reverso do palnalto estrutural dissecado- setor noroeste da folha Paracambi, à retaguarda do vale do Santana; c) em encostas das altas colinas estruturasi de sopé; d) nas encostas da borda estrutural de palnalto dissecado (Serra dos Órgãos). Com excessão da área do Maciço do Tinguá cujos lineamentos refletem o intenso manancial existente , nas demais áreas onde ocorre o desmatamento, há registro de erosão do solo, deslizamentos/desmoronamentos , pastagens, focos urbanos e cultivo de subsistência.

Elaborado com o apoio das imagens de satélites (TM LANDSAT 5 , bandas 3 e 4, l:100.000 e 1:50.000) e de fotos convencionais e constantes saídas à campo.

Observa-se : a)a dominância de pastagens e sítios urbanos nas baixas encostas colinosas; b) macega e sítios rurais nas altas colinas estruturais, intercalando-se com desmatamento, residuais de mata secundária e cultivo de banana; c) desmatamentos ativos e focos urbanos nas encostas serranas, fora da área da Reserva Biológica; d) solos improdutivos e afloramentos ao longo das encostas do vale do rio Santana; e) núcleos turísticos esporádicos, como no povoado do Tinguá, na sede da marinha (sopé do maciço) e no vale do Jacerubu e no vale do rio Santana.

Para proceder uma análise integrada dos onze parâmetros ambientais representativos da Base De Dados Geocodificada foi necessário ter como base o cartograma digital geomorfologia. São as unidades geomorfológicas que refletem o conjunto da dinâmica geoambiental , natural e antrópica, pretérita e atual, agindo em seus diferentes estratos, internos e externos (solo, litologia, estrutural, vegetal e climática), que compõem o contexto geomorfológico.

Analisando-se os demais planos de informação que contém a Base de Dados, pode-se levantar as seguintes informações geoambientais, expostas nos dois sistemas morfoestruturais, Baixada e Serrano.

Fundamentalmente é caracterizada pelo "mascaramento" da paisagem original, provocado pela intensa e desenfreada ocupação humana. Fatores ambientais considerados positivos, como relativa fácil acessibilidade a Rodovia Presidente Dutra, proximidade de grandes centros urbanos, baixa topografia e razoável rede de drenagem, favoreceram a irracional ocupação humana. Prolifera-se uma expansão urbana desordenada, onde "Cidades" como Cava, Engenheiro Pedreira e Japeri, ampliam sua periferia, através das baixas e médias encostas das "Colinas Aplainadas", principalmente, e das "Colinas Estruturais", pre-cambrianas ("Batólito Serra dos Órgãos"). Ora coalescem com pequenos núcleos de "Povoados" circunvizinhos, ora entram em contato com áreas de "Pastagens" ou de "Solos Improdutivos". A sua drenagem divergente das encostas serranas representadas pelos rios Iguaçú, Santo Antônio, Santana e Guandú, disseca esse conjunto em feições estruturais convexas de baixo gradiente topográfico(0 a 5%), não ultrapassando aos 80m de altitude. Os "Alvéolos Intercolinas" a elas associadas, já bastante colmatados, são ocupados por "Pastagem" e extensões de "Sítios Rurais" ou "Sítios Urbanos", repetindo-se essa ocorrência antrópica, nos vastos Terraços Colúvio-Aluvionares de Baixada ("aluvião"), onde aí pratica-se o "Extrativismo Mineral"(aluvião e argila). São nestas planuras que a "Pastagem" e "Sítios Rurais" ocuparam a área pré-estabelecida dos inúmeros loteamentos implantados décadas anteriores. Nos setores mais próximos ao Sistema Serrano, onde predominam as altas "Colinas Estruturais", ainda observa-se uma cobertura vegetal mais densa "Macega" e residuais da "Mata Secundária" se distribue em suas encostas. Seus úmidos alvéolos associados, mostram a agropecuária e esporádicas "Sítios Rurais".

Com uma maior expressão espacial, o Sistema Serrano pelas suas características geográficas (difícil acesso, altas altitudes e fortes gradientes topográficos), e da morfologia e litoestrutura, apresentam setores antropogeomorfologicamente distintos. Foram definidos quatro compartimentos morfo-estruturais que refletem uma dinâmica geoambiental, traduzida por seu potencial (floresta, mananciais e turismo) e por áreas de riscos ambientais (Deslizamentos/Desmoronamentos e Erosão do Solo), distribuídos fora da área da Reserva Biológica. São as seguintes áreas: A) Área da Reserva Biológica do Maciço do Tinguá - presença marcante, pelo seu aspecto físico e ambiental(rico potencial diversificado); é protegido e controlado pelas instalações do IBAMA. Abrange as "Encostas Dissecadas de Maciço Alcalino" e "Borda Dissecada de Planalto Estrutural", setor oeste, correspondendo ao Batólito Serra dos Órgãos. A densa cobertura vegetal preserva a intensa rede de drenagem, adaptada a alta concentração de lineamentos estruturais. B) Área das Encostas "não preservadas" da Serra dos Órgãos, mais afastadas do adensamento urbano do Sistema de Baixada, e dos principais traçados este setor(Borda Dissecada de Planalto Estrutural). É caracterizada pela presença dominante da "Mata Atlântica" em suas altas e médias encostas interdigitando-se com cultivos de banana e esporádicos desmatamentos. Uma densa drenagem disseca suas encostas associadas aos lineamentos estruturais, locais propícios ao turismo. Focos urbanos alastram-se encostas, confundindo-se com "Sítios Rurais". C) Área do Vale do Rio Santana e encostas associadas abrigado pelas desmatadas "Encostas Dissecadas de Vale Estrutural". Significante corredor estrutural do Santana, intensamente assoreado, comporta dominantemente atividades de "Pastagem" e pontuais "Extrativismo Mineral"(aluvião). "Sítios Rurais" se desenvolvem nas encostas de vale("Unidade Rio Negro"), intercalando-se com áreas de "Solo Improdutivos" e "Pastagem". Esse conjunto morfoestrutural pode ser considerado o mais degradado (Erosão do Solo) devido ao fácil acesso a significantes traçados viários e áreas urbanas; D) Área do Reverso Planimétrico sua morfoestrutural bastante dissecada, (associada ao intenso lineamento estrutural) "classe 24 a 26" e "acima de 26" apresenta "Vales Estruturais", "Alvéolos Intermonitanos" e "Encostas Dissecadas de Planalto Estrutural, com uma fraca infraestrutura viária, e baixo adensamento de núcleos urbanos. Predomina aí, forte desmatamento, "Pastagem" e "Sítios Rurais".

A Base de Dados geocodificada e atualizável da Reserva Biológica do Maciço do Tinguá e adjacências, representada por onze cartogramas digitais básicos apresenta três significantes contribuições as questões ambientais pertinentes a referida área: 1- como fonte de um conjunto de parâmetros ambientais atualizáveis, expostos em cartogramas digitais, difundidos e analisáveis setorialmente; 2- como alicerce básico para o desenvolvimento metodológico de avaliações e prognósticos ambientais; 3- permite a monitoramentos espaço-temporais de situações ambientais.

É de importância fundamental a criação de uma Base de Dados geocodificada. O seu uso para estudos ambientais, é amplo, atendendo às comunidades ordem política, acadêmica e científico. Apresenta deste modo um largo espectro de aplicações ambientais como a definição e análise de situações ambientais, monitoramentos, zoneamentos e unidades de manejo. Elaboração e atualização de planos diretores e gerenciamentos setoriais.

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