Autores: Lorena Ferreira de Araújo
Palavras-chave: Ilhas de calor, Sensoriamento Remoto, LANDSAT-8
Com o crescimento das cidades nos últimos anos uma grande problemática tem surgido: o aparecimento de ilhas de calor. Estas ilhas tem surgido em decorrência de grandes áreas impermeabilizadas e poucas áreas verdes. Uma das maneiras para se estudar essas ilhas de calor é através do sensoriamento remoto, que está sendo cada vez mais utilizado para pesquisas do meio ambiente. O objetivo desse trabalho foi mapear as ilhas de calor que surgiram no município de Belém, através da elaboração da estimativa da Temperatura da Superfície Terrestre (TST) e do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), utilizando a banda vermelho e infravermelho termal do satélite Landsat-8 nos anos de 2015, 2016, 2017 e 2018. Para se obter esses mapas de NDVI e TST foram aplicadas técnicas de combinações matemáticas de refletância em diferentes faixas, estas técnicas são utilizadas para a calibração e correção atmosférica. Um transecto foi gerado a partir da ferramenta Profile Tool do QGis, e, a partir dele, foi gerado um gráfico onde pode-se observar melhor os diferentes índices de vegetação e de temperatura nos mesmos locais pelos quais ele passa. Com os processos realizados, pôde-se concluir que as ilhas de calor surgiram no centro urbano do município onde as temperaturas ficou em torno de 31ºC. Devido a uma maior concentração populacional e uma baixa concentração de vegetação, o centro urbano do município tem uma maior capacidade de gerar desconforto térmico para as pessoas que residem nestas áreas, isto acontece devido as suas altas temperaturas e baixas umidades do ar.
Autores: Devid Jakson da Siva Sousa e Thiago Thomé da Silva
Palavras chave: Vigna unguiculata, Geotecnologias, Agricultura de precisão.
O feijão-caupi é uma das principais culturas da agricultura família, é uma leguminosa da família Fabaceae, que constitui uma excelente fonte de proteínas e é um dos itens mais frequentes na alimentação das populações do Norte e Nordeste do país, principalmente nas zonas rurais. Apesar de sua importância, o cultivo deste grão é realizado por meio de técnicas com baixo nível tecnológico que resultam em baixa produtividade. Este trabalho objetivou caracterizar zonas de manejo, a partir da análise da microvariabilidade de nutrientes, estabelecendo associações entre os atributos do solo e as plantas de feijão-caupi. O experimento foi realizado na propriedade da empresa Agropecuária Milênio localizada no Ramal do Braço Grande, Vila Fátima, Tracuateua, Pará. Foram coletadas amostras de solo em malha de intervalo de espaçamento regular de 12 metros, na profundidade de 0,00 – 0,20 m, em uma área de 1,2 ha, para a determinação dos atributos químicos do solo: pH em água, pH em KCl, Na+, P extraível, K+, Ca2+, Mg2+ e Al3+ trocáveis em um Latossolo Amarelo álico, moderado de textura média sob cultivo de feijão-caupi com a cultivar BR3-Tracuateua e pontos amostrais foram georreferenciados e neste mesmo local foi amostrados atributos de plantas de feijão-caupi célula amostral de 3 m x 3 m (9 m2), e forma medidos: Comprimento do ramo principal (CRP), Número de vagens por planta (NVP), Peso de grãos na vagem (NGV), Peso de grãos (NGV), Peso de cem grãos (PCG) e no final do ciclo Produtividade em kg/ha (Prod). Os dados foram analisados pela estatística descritiva, geoestatística e análise de componentes principais. Os resultados da estatística descritiva mostraram que todas as variáveis apresentaram distribuição normal e valores de assimetria e curtose próximo de zero e valores de média e mediana similares, mostrando de forma geral o comportamento dos atributos do solo e plantas. A correlação linear entre a produtividade e os atributos do solo estudados, foi considerada fraca, com exceção do Al3+ e o Ca2+. Todas as variáveis analisadas apresentaram dependência espacial, exceto a variável Na+ que apresentou efeito pepita puro. As técnicas de análise multivariada (componentes principais) usadas em conjunto com a geoestatística proporcionaram a melhor compreensão da variabilidade espacial dos atributos físicos e químicos do solo, pois foi possível a redução da dimensão, a eliminação de sobreposição e escolha mais representativa dos dados extraindo informações das variáveis originais por meio de combinações lineares extraídas dos dados originais. Com estes resultados foi possível confeccionar mapas representativos de um conjunto de atributos de solo e planta de forma otimizada, confirmando a hipótese de que é possível criar zonas de manejo para a cultura do feijão-caupi, por meio da análise geoestatística multivariada, reduzindo o número de mapas a serem analisados, e no caso deste trabalho expressaram 74,96% da variabilidade total existente no conjunto de variáveis originais.
Autores: Silmara Pereira Costa e Irwing Jordan Almeida de Moraes
Palavras chave: Manihot esculenta Crantz, Atributos do solo, Geoestatística.
A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é largamente cultivada em todo o território nacional, mas ainda é uma atividade pouco tecnificada, principalmente em função da heterogeneidade do sistema solo, uma vez que existe dependência espacial dos atributos indicadores da qualidade física e química do solo e esses atributos influenciam de maneira localizada na produção. O presente estudo teve por objetivo caracterizar a variabilidade espacial dos atributos indicadores de acidez e resistência mêcanica do solo à penetração, e seus efeitos sobre a produção de raiz de mandioca, com a finalidade de estimar em pontos não amostrados as mudanças químicas e físicas do solo, podendo indicar zonas homogêneas para a eficiência de manejo. O estudo foi realizado na Fazenda Freitas, situada na travessa do Guanabara, no município de São Francisco, Nordeste Paraense. O cultivo foi submetido ao espaçamento de 1m x 1m, sob tratos culturais intercalados em capinas, aplicação de herbicida e adubação. O georreferenciamento foi realizado para criação da malha amostral, totalizando 71 pontos de coleta de solo e raiz de mandioca nas profundidades de 0,00–0,20m, 0,20–0,40m e 0,40–0,60m e análise de resistência do solo à penetração (RP) nas profundidades 0,00–0,10m, 0,10–0,20m, 0,20–0,30m e 0,30–0,40m, e todas as amostras foram coletadas em malha regular com espaçamento de 22 m. As análises do solo foram realizadas no laboratório de solos da Universidade Federal Rural da Amazônia, campus Capanema-PA, para determinação de pH em água, Al3+ e H+Al. Os dados estatísticos foram analisados pela correlação linear de Pearson e a geoestatística foi analisada pelos parâmetros do semivariograma e foram estimados pela krigagem ordinária. A produção de raiz de mandioca apresentou uma correlação significativa baixa (0,27) apenas com o pH do solo e não apresentou correlação significativa para os demais atributos. O pH do solo apresentou correlação linear significativa com o teor de Al3+ e H+Al. A análise dos semivariogramas mostrou a existência de dependência espacial para a massa de raiz de mandioca e para a maioria dos atributos do solo em todas as camadas estudadas, com exceção do alumínio trocável na camada 0,40–0,60m e da RP na camada 0,30–0,40m do solo. A cultura da mandioca se mostra tolerante aos níveis de Al3+ e H+Al encontrados no solo e a RP não foi um fator limitante para a produção de raiz. A partir da análise geoestatística dos atributos do solo e planta, foi possível fazer a caracterização da variabilidade espacial dos atributos indicadores de acidez e resistência mecânica do solo à penetração na produção de raiz de mandioca, fornecendo subsídios para evitar desperdícios e custos desnecessários com a aplicação de fertilizantes ou corretivos de forma localizada, não levando em consideração apenas os valores médios.
Autor: Alessandra dos Santos Santos
Palavras-chave: Erodibilidade, RUSLE, Geoprocessamento, Uso do solo.
Os processos de erosão hídrica dos solos geram intensificadas perdas dos solos, principalmente por ações antrópicas, gerando degradação dos solos, redução da produtividade e escassez dos recursos naturais. As bacias hidrográficas atuam como estimação desses recursos naturais, assim o presente estudo objetivou estimar a vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica na Bacia hidrográfica do rio Caeté, nordeste do Pará, com intuito de demonstrar as áreas mais suscetíveis a erosão hídrica dos solos. Para tanto, foi utilizada a Equação Universal de Perda dos solos Revisada (RUSLE) correlacionados com os sistemas de informações geográficas. A quantificação dos fatores foi gerada em forma de raster e representada pela elaboração de mapas. A obtenção da erosividade da chuva (R) foram determinadas pela interpolação dos registros das estações pluviométricas; o fator erodibilidade (K) foi determinado pelo mapa pedológico; o fator topográfico (LS) foi obtido pelo Modelo Digital de Elevação (MDE) e o fator de cobertura e manejo do solo foi adquirido pelo mapa de uso do solo do Terraclass referente ao ano de 2014. Os resultados apresentaram que 54,51% dos solos presentes na bacia demonstraram perdas de até 2,5 t. ha-1.ano-1, predominando a classe vulnerabilidade ligeira; e 8,16% da área com perdas de 25 t. ha-1.ano-1 a 100 t. ha-1.ano-1 com classe de vulnerabilidade muito alta. As perdas ocorrem em função da fraca estrutura geológica dos Neossolos Quartzarênicos, Latossolo Amarelo, Argissolos Vermelho-Amarelo, Plintossolos Háplicos e Gleissolos Sálico e dos usos e cobertura presentes nessas regiões. Desse modo, há a necessidade de implementação das práticas de conservação do solo com intuito de monitorar e diminuir os índices de vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica na bacia hidrográfica do rio Caeté.
Autora: Douglas Silva dos Santos
Palavras-chave: Clima; Chuva; Dinâmica pluviométrica.
A precipitação pluviométrica é uma variável meteorologica crucial para a caracterização do clima de uma região, além de afetar diretamente o balaço hídrico no solo da bacia hidrográfica, Por esse motivo a compreensão da dinâmica das precipitações pluviais se torna imprescindível para a tomada de decisão na gestão de recursos hídricos e planejamento agrícola e urbano. Dessa forma, o presente trabalho de conclusão de curso teve por objetivo analisar dinâmica da precipitação pluviométrica no município de Capanema no perídodo de 1973 a 2019. O estudo utilizou dados de precipitação da estação meteorológica do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) em Tracuateua de janeiro de 1973 até o mês de dezembro de 2019, entretanto, os anos de 1981, 1986, 1988, 1989, 1992 e 2013 foram excluídos da análise anual por apresentarem medição incopleta, resultando em uma série temporal de 41 anos. Foi realizado a classificação dos períodos secos e úmidos usando o Índice de Anomalia de Chuva (IAC) com a análise do grau de severidade e da frequência dos anos secos e chuvosos. A média histórica para a região foi de 2.398,32 mm/ano, alcançando mínima de 1.381,70 mm no ano de 1983 sob influencia do evento La Niña e máxima de 4.084,40 mm no ano de 1985 sob influencia do evento La Niña. Considerando todos os 41 anos da série temporal estudada, tem-se que 22 anos (53,6%) apresentaram acumulado de chuvas a baixo da média e 19 anos (46,4%) com chuva a cima da média histórica. Desse total, 10 anos (24,4%) foram classificados como extremamente seco ou muito seco e 6 anos (14,6%) foram classificados como extremamente chuvoso ou muito chuvoso. Foi possível observar três períodos que apresentaram três ou mais anos consecutivos de seca: 1° período 1978, 1979, 1980,1982 e 1983; 2° período 1996, 1997 e 1998; 3° período 2012, 2014, 2015, 2016 e 2017. Em relação aos anos classificados como chuvosos, foram identificados dois períodos que apresentaram três ou mais anos consecutivos de seca: 1° período 1999, 2000 e 2001; 2° período 2007, 2008 e 2009. Foi averiguado um períodos mais chuvoso ( janeiro a junho), que apresenta maior volume de chuvas concentrado nos meses de fevereiro, março e abril por cosenquência da atuação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), que atua na região principalmente nessa época do ano. Já período menos chuvoso (julho a dezembro), possui o auge da seca nos meses de setembro, outubro e novembro. Infere-se que a utilização do IAC foi uma técnica eficaz para analizar dinâmica pluviométrica na região, esse estudo gerou informações preliminaress para outras pesquisas e para serem usadas com critério na tomada de decisão para fins de planejamento urbano e das atividades agrícolas.
Autores: Rosimeire Araújo Ferreira e Letícia de Souza Oliveira
Palavras-chave: Geotecnologias, Temperatura superficial, FluxCO2, monitoramento ambiental.
No decorrer do tempo, o meio ambiente vem sofrendo degradações por meio de ações antrópicas, afetando os sistemas ecológicos e, despertando uma preocupação mundial. Diariamente gases são lançados na atmosfera de forma natural ou antrópica, o acúmulo desses gases gera mecanismos complexos de reações químicas e fotoquímicas, sendo um dos resultantes o CO2 (dióxido de carbono), tendo como importância o entendimento de sua influência no processo de fotossínteses, logo que, as plantas são responsáveis por emissão de compostos de carbono para a atmosfera. Sendo compreendido através do índice espectral (NDVI), no qual estima o sequestro de carbono pela vegetação, durante a fase clara da fotossíntese, o presente estudo objetivou de forma geral avaliar o comportamento sazonal do sequestro de carbono e da temperatura da superfície terrestre da Região de Integração do Rio Caeté do Estado do Pará, por meio do sensoriamento remoto, para isso especificou-se os objetivos específicos que norteiam o avaliar o Sequestro de Carbono e a temperatura da superfície terrestre por meio de sensoriamento remoto; visando a compreensão de sua variabilidade espacial, além de compreender como a sazonalidade da temperatura da superfície terrestre interfere no Sequestro Florestal de Carbono e as relações com índices de vegetação, utilizando ferramentas de geotecnologias, com isso, obteve a distribuição espacial do uso e cobertura do solo da área de estudo, bem como o comportamento da vegetação correlacionada com o comportamento da temperatura superficial bem com o fluxo de carbono, com isso entendeu-se como que os processos antrópicos sob a área de estudo estão influenciando no fluxo de carbono e no aumento da temperatura superficial desta região tão estratégica para a região amazônica.
Autores: FABRÍCIO DO CARMO FARIAS
Palavras chave: Pedometria; Inteligência artificial; Scorpan; Manejo sustentável do solo;
Dados legados
A necessidade de mapeamento de solos é contínua. Porém, o método tradicional não permite uma execução rápida e econômica. Logo, o Mapeamento Digital de Solos (MDS) é capaz de melhorar esse processo ao espacializar o solo com o uso de modelos que quantificam a variabilidade espacial. Nesta perspectiva, o objetivo deste estudo foi realizar o MDS da cidade de Tracuateua, no Norte do Brasil, avaliando o desempenho de algoritmos de aprendizado de máquina, utilizando um conjunto de atributos derivados do Modelo Digital de Elevação (MDE), imagens de satélite e dados legados como parâmetros de entrada. Foram selecionados aleatoriamente 244 pixels, distribuídos em nove Unidades de Mapeamento (UM), onde foram realizadas prospecção em campo, com a finalidade de evitar zonas de transição e confirmar dados de treinamento. Os dados foram organizados e processados em software QGIS, que é um Sistema de Informação Geográfica (SIG) e linguagem de programação R. O MDE derivou as covariáveis preditoras e posteriormente selecionadas as significativas pelo Recursive Feature Elimination (RFE), função do pacote caret. A avaliação do desempenho dos algoritmos foi realizada por meio da matriz de confusão, do índice Kappa e acurácia global. Os algoritmos Random Forest, Ranger e C5.0 foram considerados moderados ao mapear os solos da área de estudo, sendo o Ranger com o melhor desempenho no mapeamento pedológico em Tracuateua, no nordeste paraense; tanto na etapa de modelagem com índice Kappa de 0,71 e acurácia global de 0,74, quanto na comparação com o mapa convencional (referência), com resultados de índice Kappa global 0,49 e acurácia global de 0,56. O algoritmo Artificial Neural Networks (ANN) apresentou os menores resultados na modelagem, com índice Kappa de 0,14 e acurácia de 0,26 e na comparação com o mapa de referência, tendo o índice Kappa global 0,35 e acurácia global de 0,48. Os algoritmos de árvore de decisão (Ranger, RF e C5.0) mostraram potencial moderado para o mapeamento digital de solos em escala de 1:100.000 no município de Tracuateua, no nordeste paraense.
Autores: RÔMULO JOSÉ ALENCAR SOBRINHO
Palavras chave: Soil mapping, remote sensing, artificial intelligence, soil-landscape relationships, hydromorphic soils, SCORPAN.
The lack of more detailed information on soil distribution in the Amazon is an impediment to effective soil governance in this region. Therefore, the overall objective of this study was to
evaluate the performance and uncertainty of assembly algorithm approaches, legacy mapping, environmental covariates, and reference area. To this end, this thesis was divided into two
chapters, titled: I) Integrating Tacit Knowledge and AI for Digital Soil Mapping in Eastern Amazonia: Ensemble Learning, Model Performance, and Uncertainty Incorporation; and II) Transferring soil–landscape relationships in data-limited regions of the Amazon: a knowledge-guided digital soil mapping approach based on reference areas. Output data from both chapters followed the common steps below. Fifteen environmental covariates based on the SCORPAN model were used. To generate the predictive models, we used the algorithms and four input datasets: Random Forest, Ranger, Xgboost, C 5.0, and Ensemble Learning. We also evaluated two levels of detail for the Mapping Units of the legacy map: taxonomic order level and large group level. Terrain covariates were derived from two distinct elevation models: digital surface model and digital terrain model. A total of 20 predictive models were analyzed. Key findings from Chapter 2: the algorithm assembly approach using a digital surface model and unit mapping at the Large Group taxonomic level achieved statistically superior performance in terms of accuracy and Kappa compared to individual models at the Large Group taxonomic level. Environmental covariates such as: 22,000-year-old Mean Annual Temperature, Channel Network Base Level, ltitude, and Land Surface Temperature showed greater importance in predictive modeling; And as highlights of Chapter 3: in the external validation in the extrapolation area, the ensemble learning predictive models using data derived from the digital surface model, in mapping units at the Oreder taxonomic level, ensemble learning using data derived from the digital terrain model, in mapping units at the Order taxonomic level and ensemble learning using data derived from the digital surface model, in mapping units at the Great group taxonomic level, and the prediction of the mapping units GLEISSOLOS and GLEISSOLOS SÁLICOS Sódicos stood out as the most accurate in the extrapolation area. The maps generated from the legacy map and for the extrapolation area, using reference area, successfully mapped mapping units related to the hydromorphic environment. The pioneering nature of this study in the Amazon revealed the potential of the ensemble learning approach for mapping soil classes under hydromorphic environments, environments that occupy a large area in the Amazon and are of significant importance.
Autor: EDEMILTON PINHEIRO MARTINS
Palavras-chave: Uso de tecnologias; Informações geográficas; Processamentos de imagens.
Os mapas interativos são interfaces web que podem fornecer aos usuários informações geográficas de forma simples, rápida e intuitiva. O uso da Internet e da cartografia ganhou um novo formato, sendo esse muito mais acessível, pois, com o uso do celular ou até mesmo através de sites, se consegue pesquisar caminhos e utilizar efetivamente os mapas. O objetivo do trabalho é construir em formato web um mapa interativo da Universidade Federal Rural da Amazônia e disponibilizar informações das estruturas do campus Capanema por meio de dados de localizações e imagens digitais. O estudo foi conduzido na área da Universidade Federal Rural da Amazônia–UFRA, campus Capanema. O estudo busca identificar os pontos estruturais do campus por meio de mapeamento digital do Campus da UFRA Capanema, e com isso obter dados relevantes da área. Os levantamentos de imagens aéreas foram obtidos com Aeronave Remotamente Pilotada. Para isso, a metodologia utilizou-se de imagens digitais da área, além de estudo sobre mapeamentos e planejamento de voo ARP para análise de dados. Esses dados foram utilizados para gerar mapas digitais com imagens da área de estudo. Diante disso. A aplicação dessa ferramenta no campus Capanema é de grande importância para a modernização e conhecimento do campus. A utilização do GPS integrado a smartphones e computadores por meio de redes de satélites melhora a precisão dos dados, auxiliando a locomoção de pessoas para acesso a lugares desconhecidos. O mapa web apresentou grande importância nos resultados do processo de mapeamento fotogramétrico do campus Capanema, por ampliar as
informações detalhadas com uso de drone e software de alta tecnologia, para identificar os diferentes espaços físicos no perímetro da área de estudo. Além disso, os arquivos são acessíveis
e ficarão disponíveis para toda a comunidade acadêmica no servidor por meio de um link de livre acesso do mapa web interativo.
Autora: ANTONIA EMANUELLE NASCIMENTO DE SOUSA
Palavras-chave: Resíduos sólidos urbanos; metais pesados; suscetibilidade magnética; índices de vegetação; pXRF.
O crescimento do consumo e do descarte de resíduos sólidos urbanos tem intensificado os impactos ambientais associados aos lixões a céu aberto no Brasil, favorecendo a contaminação do solo, da água e da vegetação por elementos potencialmente tóxicos e representando riscos à saúde pública; apesar da existência de estudos sobre contaminação por metais em solos, ainda são limitadas as abordagens que integram índices de vegetação, propriedades magnéticas do solo e técnicas analíticas portáteis em ambientes tropicais, especialmente na Amazônia. Diante desse contexto, este trabalho teve como objetivo caracterizar a contaminação ambiental no lixão do município de Capanema, Pará, por meio da integração de índices de vegetação (NDVI, GNDVI, SAVI e CI Green), suscetibilidade magnética do solo e espectrometria de
fluorescência de raios-X portátil (pXRF), visando identificar a presença, a distribuição espacial e os efeitos ambientais dos elementos potencialmente tóxicos. A área de estudo compreendeu
o lixão municipal de Capanema (PA), onde foram coletadas 42 amostras de solo em 21 pontos georreferenciados, nas profundidades de 0–20 cm e 20–40 cm; a suscetibilidade magnética foi determinada em laboratório, as concentrações elementares obtidas por pXRF e a condição da cobertura vegetal avaliada a partir de imagens Sentinel-2, com aplicação de análises estatísticas descritivas, multivariadas, de correlação e testes não paramétricos. Os resultados evidenciaram forte heterogeneidade espacial, com áreas de menor vigor vegetal associadas à exposição do solo e à deposição de resíduos, além de variações significativas na suscetibilidade magnética e nas concentrações de elementos potencialmente tóxicos, indicando relações consistentes entre contaminação do solo e resposta da vegetação. Conclui-se que a abordagem integrada adotada é eficaz para o diagnóstico ambiental de áreas de lixão, destacando a suscetibilidade magnética como ferramenta complementar para o monitoramento ambiental, além de fornecer subsídios técnicos para ações de gestão, controle e remediação de áreas impactadas por resíduos sólidos urbanos.