Space-time variability of the Roncador river basin in the change of land use and cover and its correlation with climatic variables / Variabilidade espaço-temporal da bacia hidrográfica do rio roncador na mudança do uso e cobertura do solo e sua correlação com variáveis climáticas

The objective of this study was to evaluate the space-time dynamics of the soil use and occupation of the Rio Roncador river basin between 1985 and 2010. The scenes were classified by two methods (partially unsupervised - K-Means and supervised - Maximum likelihood), the Thematic Mapper sensor products on the LANDSAT 5 orbital platform were used for both images of a 25-year time series (1985 to 2000). In order to measure the accuracy of the field the computer application Google Earth was used, in which nine classes (urban area, agricultural area, pasture, exposed soil, native forest, secondary vegetation, mangrove, altitude field and water) were collected. A multiple linear regression was performed, correlating the Normalized Difference Vegetation Index - mean NDVI (dependent variable) with the independent climatic variables (global solar radiation - MJm-2day-1, average air temperature - °C, relative humidity -%, evapotranspiration - mm d-1, and rain - mm). According to the general classification by Kappa parameter of the images for 2005 and 2010, they were identified as very good (68% and 74%). These results confirm that the Roncador River Basin is undergoing transformation in its landscape, with an average reduction of -49% in native vegetation areas due to the increase in urban areas (25%) and agriculture (31%). The statistical analysis showed that rainfall and air temperature were the only variables that presented significant sigma (0.04) and (0.02). The obtained coefficient of determination indicated that 47% of the variations of the "vegetation index" are explained by the environmental variables.

O objetivo deste estudo foi de analisar espaço-temporalmente a dinâmica do uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do Rio Roncador, localizada no município de Magé no Estado do Rio de Janeiro, entre os anos de 1985 a 2010. As cenas foram classificadas por dois métodos (parcialmente nãosupervisionada ­ K-Means e supervisionada ­ Máxima Verossimilhança), para ambos foram utilizados os produtos abordo da plataforma orbital LANDSAT 5 do sensor Thematic Mapper, para as imagens de uma sérietemporal de 25 anos (1985 a 2000). Para a aferição como verdade de campo utilizou-se se o aplicativo computacional Google Earth, no qual foram coletadas nove classes (área urbana, área agrícola, pastagem, solo exposto, floresta nativa, vegetação secundária, manguezal, campo de altitude e água). Foi feita uma regressão linear múltipla, correlacionando o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada - NDVI médio (variável dependente) com as variáveis climáticas independentes (radiação solar global - MJm-2dia-1, temperatura média do ar - °C, umidade relativa do ar - %, evapotranspiração ­ mm d-1, e chuva - mm). Segundo a classificação geral pelo parâmetro Kappa das imagens para os anos de 2005 e 2010 estas foram identificadas como muito bom (68% e 74%). Estes resultados comprovam que a Bacia Hidrográfica do Rio Roncador está passando por transformação em sua paisagem, com redução média de (-49%) das áreas de vegetação nativa por aumento de áreas como urbana (25%) e agricultura (31%). A análise estatística evidenciou que a variável climática chuva e temperatura do ar foram às únicas que apresentaram sigma significativo (0.04) e (0.02), a regressão múltipla com R2 de 0.47, que significa que 47% das variações do "índice de vegetação" são explicados pelas variáveis ambientais.

Changes in past global solar radiation based on climate models and remote sensing in the state of Rio de Janeiro, Brazil / Mudanças ocorridas da radiação solar global passada baseado em modelos climáticos e sensoriamento remoto no estado do Rio de Janeiro, Brazil

The objective of this study was to perform a temporal and spatial analysis of the changes in the past global solar radiation based on climate models and remote sensing data in the State of Rio de Janeiro, Brazil for the baseline period (1961-1990). Data from two climate models - the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis and Geophysical Fluid Dynamic Laboratory, were used for the A1B intermediate scenario, data from Conventional Weather Stations and orbital sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MODIS Land Cover Type (MCD12Q1). The results of the Spatial Dependence Degree indicate that the best model to represent the global solar radiation is CCCMA-Exponential dry 70.01 and rainy 0.21 respectively. It was possible to verify that in places where the areas are occupied by forests there was reduction of global solar radiation for both dry and rainy periods of approximately 13 MJ m-2d-1. These results indicate that these forest areas can function as islands of freshness, while maintaining the thermal comfort balanced. It was concluded that the dry period had the highest values of solar radiation compared to the rainy (57%), which can be justified by the occurrence of fires in Rio de Janeiro.

O objetivo deste estudo foi realizar uma análise temporal e espacial das mudanças ocorridas da radiação solar global passada baseado em modelo climáticos e sensoriamento remoto no Estado do Rio de Janeiro, Brasil para o período baseline (1961-1990). Utilizaram-se dados de dois modelos climáticos o Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis) e Geophysical Fluid Dynamic Laboratory para o cenário intermediário A1B, dados de Estações Meteorológicas Convencionais e do sensor orbital Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MODIS Land Cover Type (MCD12Q1). Os resultados do Grau de Dependência Espacial indicam que o melhor modelo que representa a radiação solar global é o CCCMA-Exponencial seco 70.01 e chuvoso de 0.21 respectivamente. Foi possível verificar que em locais onde as áreas são ocupadas por florestas houve redução da radiação solar global para os dois períodos seco e chuvoso de aproximadamente 13 MJ.m-2.dia-1. Estes resultados indicam que estas áreas de florestas podem funcionar como ilhas de frescor, mantendo o conforto térmico equilibrado. Conclui-se que o período seco apresentou maiores valores de radiação solar em comparação ao chuvoso (57%), que pode ser justificado pela ocorrência de queimadas no Rio de Janeiro.

Physical attributes of the river basin of Roncador river associated to the landscape change in the municipality of Magé, Rio de Janeiro-Brazil / Atributos físicos da bacia hidrográfica do rio Roncador associados a mudança da paisagem no município de Magé, Rio de Janeiro-Brasil

The objective of this study was to conduct a temporal analysis of biophysical attributes of the river basin of Rio Roncador, located in the municipality of Magé, Rio de Janeiro. SRTM data were used for the determination of the river basin morphometry and two images of the orbital platform Landsat5 TM sensor (01/28/1986 and 02/15/2010) applied the SEBAL algorithm to characterize the landscape dynamics. The results indicate that The river basin has a drainage area equivalent to 186.21 km2, perimeter 101.78 km, circularity index equal to 0.22, form factor 0.26 and compares index 2.09. These results indicate that the river basin is not prone to flooding, mainly due to its elongated form. It was possible to verify that in the interval of 24 years, degradation occurred in the region beyond the change in the coverage of the soil of the river basin. The results indicated a tendency of reduction in the areas of permanent preservation -13.4% of the river basin. It is concluded that anthropogenic actions were able to alter the surface cover of the soil and that, by the way, may have influenced the water dynamics of the river basin.

O objetivo deste estudo foi realizar uma análise temporal de atributos biofísicos da bacia hidrográfica do Rio Roncador, localizado no município de Magé, Rio de Janeiro. Utilizaram-se dados do SRTM para a determinação da morfometria da bacia hidrográfica e duas imagens da plataforma orbital Landsat5 sensor TM (28/01/1986 e 15/02/2010) aplicado o algoritmo SEBAL para caracterizar a dinâmica da paisagem nesse período. Os resultados indicam que a bacia hidrográfica possui uma área de drenagem equivalente a 186,21 km2, perímetro de 101,78 km, índice de circularidade igual a 0,22, fator forma de 0,26 e índice de compacidade de 2,09. Estes resultados indicam que a bacia hidrográfica não é propícia a enchentes, devido principalmente a sua forma alonga. Foi possível verificar que no intervalo de 24 anos ocorreu degradação na região além da mudança na cobertura do solo da bacia hidrográfica. Os resultados obtidos indicaram uma tendência de redução nas áreas de preservação permanente de -13,4% da bacia hidrográfica. Conclui-se que ações antropogênicas foram capazes de alterar a cobertura superficial do solo e que por sinal podem ter influenciado a dinâmica hídrica da bacia hidrográfica.