Análise multitemporal da cobertura do solo utilizando sensoriamento remoto e aprendizado de máquinas: um estudo de caso em Barreiros/Pernambuco

Abstract

A crescente urbanização e a variabilidade climática intensificam os desafios relacionados a cobertura do solo no município de Barreiros, Pernambuco. Diante

desse cenário, este estudo teve como objetivo avaliar o comportamento espaço- temporal do uso e ocupação do solo nesta região abrangendo os anos de 2017, 2018

e 2021. A metodologia empregou técnicas de sensoriamento remoto, aprendizado de máquinas e geoprocessamento utilizando imagens Sentinel-2. Para tanto, foram estimados diferentes índices espectrais: Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), Índice de Diferença Normalizada da Água Modificado (MNDWI), Índice de Construção por Diferença Normalizada (NDBI) e o Índice de Solo Exposto

(BSI). Paralelamente, utilizou-se a classificação supervisionada com o algoritmo k- Vizinhos mais próximos (kNN) para o mapeamento de classes de uso e ocupação do

solo. De forma complementar, o Processo de Hierarquia Analítica (AHP) foi aplicado para modelar a suscetibilidade às inundações na área de estudo, ponderando fatores condicionantes como hipsometria, uso e cobertura do solo, NDVI, densidade urbana e pedologia. Os resultados da análise multitemporal dos índices espectrais revelaram variações (1,30 %) na cobertura vegetal, (1,04 %) água, e uma contínua expansão das áreas urbanizadas construídas (9,97 %) e redução (7,64 %) do solo exposto ao longo do tempo. O mapeamento com kNN confirmou a notável expansão da área urbana e uma diminuição progressiva da área de água. A precisão do algoritmo demonstrou-se excelente (acurácia global de 95% em 2017, e 100% em 2018 e 2021 para amostras de teste), validando a qualidade dos mapas temáticos produzidos. O mapeamento de suscetibilidade a inundações via AHP identificou as regiões de maior risco concentradas em áreas de baixa altitude, ao longo dos cursos d'água e em zonas urbanizadas, oferecendo um diagnóstico espacial crucial para a gestão local. A modelagem multicritério AHP provou ser uma ferramenta valiosa para a avaliação e o planejamento territorial em Barreiros/PE. O estudo apresenta informações essenciais para o planejamento territorial e a gestão de riscos ambientais, capazes de subsidiar medidas eficazes de mitigação e a promoção de um desenvolvimento urbano mais resiliente e sustentável.