COMPARATIVE SPACE-TEMPORAL STUDY OF THE SPECTRAL RESPONSE OF THE VEGETATION OF THE APA OF THE CURU RIVER ESTUARY AND SURROUDINGS USING MULTIESPECTRATIVE IMAGES

Abstract

The need to balance the preservation of coastal zones, notwithstanding the promotion of their development, is an emerging understanding. The use of Remote Sensing has been consolidated in the monitoring of conditions and changes in coastal areas. Thus, the behavior of the vegetation activity of an estuarine area and its immediate surroundings was evaluated through the multitemporal analysis of Landsat images between the years 2000 to 2020 based on three vegetation indices: NDVI, SAVI and IAF. It is concluded that the flora underwent significant changes in terms of distribution, density and health in two decades. The complementarity in the responses observed by the Indexes and the field data proved to be an efficient tool for assessing the conditions of the flora in the face of the main environmental impacts in the area, in order to be applied in local coastal planning and management.

Author Biographies

Jorgeana de Almeida Jorge Benevides, Federal University of Ceará (UFC), Brazil

PhD student in the Postgraduate Program in Tropical Marine Sciences at the Federal University of Ceará.

Anderson da Cruz Silva, State University of Ceará (UECE), Brazil

Master in Geography, State University of Ceará.

Daniel Jorge Almeida Benevides, Federal University of Ceará (UFC), Brazil

Bachelor of Computer Engineering, Federal University of Ceará.

Luis Ernesto Arruda Bezerra, Federal University of Ceará (UFC), Brazil.

Professor at the Institute of Marine Sciences (LABOMAR), Federal University of Ceará.

References

ALATORRE, L. C. et al. Temporal changes of NDVI for qualitative environmental assessment of mangroves: Shrimp farming impact on the health decline of the arid Mangroves in the Gulf of California (1990–2010), Journal of Arid Environments, v.125, p. 98-109, 2016. ISSN 0140-1963. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2015.10.010. Acesso em: 18 de mar. 2023.

ALJAHDALI, M. O.; MUNAWAR, S.; KHAN, W. R. Monitoring mangrove forest degradation and regeneration: Landsat time series analysis of moisture and vegetation indices at Rabigh Lagoon, red sea, Forests, v. 12, n. 1, p. 1-19, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.3390/f12010052. Acesso em: 18 de mar. 2023.

ALLEN, R. et al. Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL): Advanced training and users manual – Idaho Implementation. University of Idaho, version 1.0, aug/2002.

ANJOS, D. C. Diversidade microbiana e de teores de metais pesados em solos e nas águas superficiais ao longo do Rio Curu. 2015. 108 f.: il. color. Tese - Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas), Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Fortaleza, 2015.

ANTUNES, M. A. H.; ASSAD, E. D.; BATISTA, G. T. Variação das medidas espectrais ao longo do ciclo da soja (Glicine max (L.) Merril.). In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 7, 1993, Curitiba. Anais[...]. Curitiba: INPE, 1993. p. 1-9.

ARRUDA, A. G. F. Análise do uso e ocupação do solo e seus impactos em Zonas Costeiras: Paracuru – CE. 2013. 130 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2013) - Universidade Estadual do Ceará, 2013. Disponível em: Acesso em: 18 de mar. 2023

BRASIL. Lei n° 9985 de 18 de julho de 2000. Institui o Sistema Nacional das Unidades de Conservação e dá outras providências; regulamenta o art 225, § 1°, incisos I, II, III e VI da Constituição Federal. Brasília, DF: Casa Civil, 2000. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9985.htm . Acesso em: 16 mar. 2023.

BRASIL. Lei n° 4771 de 15 de setembro de 1965. Institui o novo Código Florestal. Revogada pela Lei n° 12.651 de 25 de maio de 2012. Brasília, DF: Casa Civil, 1965. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Leis/L4771.htm. Acesso em: 16 mar. 2023.

BRASIL. Medida Provisória n° 2166-67 de agosto de 2001. Revogada pela Lei nº 12 651 de 25 de maio de 2012 e instituia o Código Florestal. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/MPV/2166-67.htm. Acesso em: 18 de mar. 2023.

CAITANO, R. F.; LOPES. F. B; TEICEIRA, A. S. Estimativa de Aridez no Estado do Ceará usando o Sistema de Informação Geográfica. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, XV (SBSR), 2011, Curitiba. Anais [...]. São José dos Campos: IMPE, 2011.

CAVALCANTI-SILVA, E. R. A. et al. Análise espaço-temporal das características do mangue urbano no estuário do Pina (Pernambuco). Revista Brasileira do Meio Ambiente, n.1, v.1. p. 030-038, 2018.

CHAMBERLAIN, D.A.; PHINN, S.R.; POSSINGHAM, H.P. Mangrove Forest cover and phenology with landsat dense time series in Central Queensland, Australia. Remote Sensing. v. 13, nº 15, p. 3032, 2021. https://doi.org/10.3390/rs13153032. 2021.

CEARÁ. Decreto nº 25.416 29 de março de 1999. Declara a APA do Estuário do Rio Curu como Área de Proteção Ambiental e dá outras providências. Publicado no Diário Oficial do Estado – CE, poder Executivo, Fortaleza, CE, 31 de março de 1999.

FAN, L. et al. Investigating the relationship between NDVI and LAI in semi-arid grassland in Inner Mongolia using in-situ measurements. Theoretical and Applied Climatology, v. 95, nº 1-2, p. 151–156, 2008. doi:10.1007/s00704-007-0369-2.

FONTANA, D.C.; BERLATO, M.A.; BERGAMASCHI, A. Relação entre índice de vegetação global e condições hídricas no Rio Grande do Sul. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.33, n.8, p. 1399-1405, 1998. ISSN: 1678-3921.

GAMEIRO, S. et al. Avaliação da cobertura vegetal por meio de índices de vegetação (NDVI, SAVI e IAF) na Sub-Bacia Hidrográfica do Baixo Jaguaribe, CE. Terræ, v. 13(1-2), p. 15-22, 2016. ISSN: 1679-2297.

GLENN, D.M.; TABB, A. Evaluation of five methods to measure Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in apple and citrus. International Journal of Fruit Science, v. 19, nº. 2, p.191–210, 2019. https://doi.org/10.1080/15538362.2018.1502720.
GLENN, E. P. et al. Relationship between remotely-sensed vegetation indices, canopy attributes and plant physiological processes: what vegetation indices can and cannot tell us about the landscape. Sensors, v. 8, p. 2136-2160, 2008. ISSN: 1424-8220.

GORAYEB, A. et al. Aspectos ambientais e qualidade das águas superficiais na Bacia Hidrográfica do Rio Curu – Ceará – Brasil. Holos Environment, v. 7, n. 2, p. 105, 2007. ISSN: 1519-8634.

GORAYEB, A. et al. Aspectos geoambientais, condições de uso e ocupação do solo e níveis de desmatamento da Bacia Hidrográfica do Rio Curu, Ceará – Brasil. In: Geografia (Revista Eletrônica). Londrina, v. 7, n. 2, p. 85-106, 2005.

GORAYEB, A. et al. Saneamento básico e impactos ambientais na bacia hidrográfica do Rio Curu – Estado do Ceará – Nordeste do Brasil. Scripta Nova, v. 10, n. 208, 2006.

GREENTEC CONSULTORIA E PLANEJAMENTO LTDA. Plano de manejo da Área de Proteção Ambiental do Estuário do Rio Curu: Diagnóstico socioambiental. Vol 1. Fortaleza, 2021. Disponível em: https://www.sema.ce.gov.br/wp-content/uploads/sites/36/2022/01/Vol-1-Diagnostico-Socioambiental-APA-do-Estuario-do-Rio-Curu.pdf. Acesso em: 18 de mar. 2023.

GUHA, S., H.; GOVIL, A. D.; GILL, N. Analytical study of land surface temperature with NDVI and NDBI using Landsat 8 OLI and TIRS data in Florence and Naples City, Italy. European Journal of Remote Sensing, v. 51, n. 1, p. 67–78, 2018. https://doi.org/10.1080/22797254.2018.1474494.

JENSEN, J.R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. Tradução da 2ª edição por (pesquisadores do INPE): Epiphanio, J.C.N.; Formaggio, A.R.; Santos, A.R; Rudorff, B.F.T; Almeida, C.M; Galvão, L.S. São José dos Campos: Parêntese, 2009. 672 p.

KANNIAH, K. D. et al. A. Remote Sensing to study mangrove fragmentation and its impacts on Leaf Area Index and gross primary productivity in the south of Peninsular Malaysia. Remote Sensing, v. 13, p. 1427, 2021. Doi: https://doi.org/10.3390/rs13081427. 2021.

KAWAMUNA, A.; SUPRAYOGI, A.; WIJAYA, A. P. Analysis of Mangrove forest health based on NDVI classification method on Sentinel 2 images (Case study: Teluk Pangpang, Banyuwangi Regency), Undip Geodesy Journal, v. 6, n. 1, p. 277–284, 2017.

LAMCHIN, M. et al. Assessment of Land Cover change and Desertification using Remote Sensing Technology in a local region of Mongolia, Advances in Space Research. 2016.

LANDIM NETO, F. O. et al. Diagnóstico ambiental e zoneamento funcional do estuário do Rio Curu: subsídios para a gestão local e regional. Revista Eletrônica Geoaraguaia, Mato Grosso, v. 3, n.1, p. 97-113. jan/jun, 2013.

LIANG, S. Quantitative remote sensing of land surfaces, New Jersey, USA, ed. Wiley Interscience, 2004. 534 p. Online ISBN: 9780471723721.

MAIA, L.P. et al. Atlas dos Manguezais do Nordeste do Brasil: Avaliação das áreas de Manguezais dos Estados do Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco. SEMACE: Fortaleza, 2006.

MEIRELES, A. J. A.; SILVA, E. V. Abordagem geomorfológica para a realização de estudos integrados para o planejamento e gestão em ambientes fluviomarinhos. Scripta Nova, Universidad de Barcelona – Espanha: v. 6, n. 118, p.25, 2002. ISSN: 1138-9788.

MENDES, L. S. Relações Fitogeomorfológicas da Bacia Hidrográfica do Rio Curu, Ceará- Brasil: Uma abordagem preliminar. Revista de Geociências do Nordeste, [S. l.], v. 2, p. 12–21, 2016. DOI: 10.21680/2447-3359.2016v2n0ID10419. Disponível em: https://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/article/view/10419. Acesso em: 18 mar. 2023.

OLIVEIRA, F.C.; RAKOCEVIC, M. Adaptação de um método para medir o Índice de Área Foliar (IAF) e sua aplicação para a braquiária (Brachiaria brizantha Hochst ex A. Rich) em um sistema silvopastoril no nordeste do Paraná. In: II EVENTO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA FLORESTAS. Colombo, 09 a 11 de dezembro de 2003. 048A. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100833/1/2003-RAC-AdaptacaoMetodo.pdf . Acesso em: 18 de mar. 2023.

QUEIROZ, M. A. Determinação do índice de sensibilidade do litoral do trecho Pecém-Mundaú/CE. 2003. 243 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Programa de Pós-graduação em Ciências Marinhas Tropicais, Instituto de Ciências do Mar – LABOMAR, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza. 2003.

ROCHA, C. S. et al. Vulnerabilidade socioambiental como base para a gestão costeira no município de Paracuru – Ceará. Revista Brasileira de Geografia Física, v.13, n.06, p. 2820-2839, 2020.

ROCHA, C. S. Análise socioambiental como subsídio à gestão integrada da zona costeira em Paracuru – CE. 2020. 219f. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Geografia) – Universidade Estadual do Ceará. Programa de Pós-graduação em Geografia do Centro de Ciências e Tecnologia, 2020.

RUZA, M. S.; CORTE, A. P. D.; PRUNZEL, J. Mangue no Paraná: análise multitemporal do uso do solo no litoral paranaense para o período de 2000 a 2017. SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 14 a 17 de Abril, 2019, INPE – Santos – SP. Anais [...]. 2019. p 2486-2498. 2019. ISBN: 978-85-17-00097-3.

SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE E MUDANÇA NO CLIMA – SEMA. Volume 3: diagnóstico do meio físico: setores ambientais estratégicos. Demanda 19 – Zoneamento Ambiental da Planície Litorânea. Tomo IV: Diagnóstico consolidado dos setores ambientais estratégicos escala 1:10.000. 287 p, 2021.

SILVA, A. C. Alterações ambientais de ecossistemas Manguezais e apicuns no Estuário do Rio Acaraú – Ceará. 2022. 159 f. Dissertação – Programa de Pós-Graduação em Geografia (Centro de Ciências e Tecnologia), Universidade Estadual do Ceará. Fortaleza, 2022.

SINAGA, S. H.; SUPRAYOGI, A.; HANIAH, H. Analysis of availability of green open space with Normalized Difference Vegetation Index and Soil Adjusted Vegetation Index methods using Sentinel 2a satellite image (Case Study: Kabupaten Demak), Undip Geodesy Journal, v. 7, n. 1, p. 202–211, 2018.

SINGGALEN, Y. A. Tourism infrastructure development and transformation of vegetation index in Dodola island of Morotai island regency. Journal of Information Systems and Informatics, v. 4, n. 1, mar. 2022. e-ISSN: 2656-4882.

SINGGALEN, Y. A. et al. Mangrove monitoring using Normalized Difference Vegetation Index (NDVI): case study in north Halmahera, Indonesia. Journal Ilmu Dan Teknologi Kelautan Tropis, v.13, n. 2, p. 219-239. 2021.

SWANSON, D. K. Start of the Green Season and Normalized Difference Vegetation Index in Alaska's Arctic National Parks, Remote Sensing, vol. 13, n. 2, p. 1–12, 2021.

TAO, H. et al. Genetic algorithm-based method for forest type classification using multi-temporal NDVI from Landsat TM imagery. Annals of GIS, v. 25, n. 1, p. 33–43, 2019. https://doi.org/10.1080/19475683.2018.1552621.

UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY – USGS. Agência científica dos Estados Unidos, 2023. Disponível em: https://earthexplorer.usgs.gov/. Acesso em: 18 de mar. 2023.

VIGANÓ, H.A.; BORGES, E.F.; FRANÇA-ROCHA, W.J.S. Análise do desempenho dos índices de vegetação NDVI e SAVI a partir de imagens Aster. In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Anais [...] Curitiba, p. 1828-1834, 2011.

VITO, L. NDVI. Vegetation health & density. 2009.

WEI, C., J. et al. Evaluating relationships of standing stock, LAI and NDVI at a subtropical reforestation site in southern Taiwan using field and satellite data. J. of Forest Research, v. 25, n. 4, p. 250–259, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1080/13416979.2020.1783752. Acesso em: 18 de mar. 2023.

ZAITUNAH, A. et al. Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) analysis for land cover types using Landsat 8 OLI in besitang watershed, Indonesia. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, v. 126, Friendly City 4, Medan, Indonésia, 2018. doi:10.1088/1755-1315/126/1/012112.
Published
10/10/2023
How to Cite
BENEVIDES, Jorgeana de Almeida Jorge et al. COMPARATIVE SPACE-TEMPORAL STUDY OF THE SPECTRAL RESPONSE OF THE VEGETATION OF THE APA OF THE CURU RIVER ESTUARY AND SURROUDINGS USING MULTIESPECTRATIVE IMAGES. Geosaberes, Fortaleza, v. 14, p. 1 - 20, oct. 2023. ISSN 2178-0463. Available at: <http://geosaberes.ufc.br/geosaberes/article/view/1318>. Date accessed: 26 nov. 2024. doi: https://doi.org/10.26895/geosaberes.v14i0.1318.
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