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Exercício 2: A diminuição do Lago Chade
Factos
O deserto do Saara está a deslocar-se para sul e a assimilar áreas que há décadas eram cobertas por savana e floresta. Algumas das mudanças mais notórias ocorreram no Lago Chade.
Há apenas 40 anos, o Lago Chade estendia-se por 25 000 quilómetros quadrados e os pescadores pescavam mais de 230 000 toneladas de peixe do lago todos os anos. O lago ficou reduzido normalmente a uma área de cerca de 500 km2, com flutuações sazonais, e a captura anual média diminuiu para cerca de 50 000 toneladas. As pessoas cultivam agora em áreas que há apenas algumas décadas estavam submersas.
Porque está a diminuir o Lago Chade?
Para explicar a perda significativa de água no decurso das últimas décadas, foram propostas várias teorias.
Todas estas teorias atribuem uma grande importância às alterações climáticas. O aumento da temperatura resulta no aumento da taxa de evaporação, que é depois acompanhada por uma redução do volume de água dos afluentes. Obviamente, a diminuição da cobertura vegetal nas regiões da savana dentro da vertente do lago desempenha um papel decisivo, uma vez que contribui para a alteração do clima da região, que se torna mais seco. A diminuição da vegetação atribui-se sobretudo ao sobrepastoreio. Outro fator é o aumento da utilização do lago e dos rios que o alimentam como fontes de água potável e para a rega dos campos.
A população do Chade triplicou nas últimas quatro décadas. Entre 1983 e 1994, registou-se um aumento de 400% das áreas agrícolas. Assim, a agricultura é responsável por praticamente 50% do assoreamento do lago.
Medição da área de superfície do Lago Chade
Neste exercício, medirás a área do Lago Chade para quantificar a extensão de água subtraída. De seguida, realizarás uma análise de deteção de alterações multitemporal recorrendo a camadas GIS. Uma vez que as imagens estão geocodificadas de acordo com o mesmo sistema de mapas, estas camadas GIS podem ser sobrepostas em imagens georreferenciadas de diferentes sensores, com diferentes resoluções espaciais e extensões de imagem. A geocodificação é especialmente importante quando se pretende detetar alterações ao longo de períodos de tempo prolongados, como no caso do Lago Chade.
Para simplificar, neste exercício, definimos o lago como a maior massa de água restante a sudeste, sem incluir as massas de água isoladas mais pequenas das proximidades.
Para este exercício, utilizarás uma imagem de satélite adquirida pelo sensor MERIS em 2011 (a mesma imagem utilizada no Exercício 1) juntamente com duas outras imagens adquiridas por satélites Landsat: uma das imagens Landsat foi adquirida pelo scanner multiespectral (MSS) do Landsat 1 em 1973. Estas imagens permitirão detectar a alteração ao longo de um período de tempo mais longo. O nome da imagem é "Landsat_MSS_LakeChad_January1973" e encontra-se na secção "Eduspace - Download" no menu do lado direito. A outra imagem Landsat provém do sensor do mapeador temático (Thematic Mapper, TM) do Landsat 5, em 1986, e designa-se “Landsat_TM_LakeChad_December1986”.
Agora, analisarás, qualitativa e quantitativamente, o declínio drástico do Lago Chade nos últimos 40 anos.
1. Abre o ficheiro .tif da imagem de 1973 do MSS do Landsat utilizando o LEOWorks. As bandas do MSS do Landsat 1 são detalhadas na seguinte tabela:
| Canal | | Gama de comprimentos de onda (μm) | | Landsat 1,2,3 | Landsat 4,5 | | MSS 4
LEOWorks: banda 1 | MSS 1 | 0,5 – 0,6 (verde) | MSS 5
LEOWorks: banda 2 | MSS 2 | 0,6 – 0,7 (vermelho) | MSS 6
LEOWorks: banda 3 | MSS 3 | 0,7 – 0,8 (infravermelhos próximos) | MSS 7
LEOWorks: banda 4 | MSS 4 | 0,8 – 1,1 (infravermelhos próximos) |
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Abre uma vista RGB adequada para apresentar claramente as áreas de água. Experimenta combinações diferentes, incluindo RGB_3-2-1.
Para medir aproximadamente a área e o perímetro antigos do Lago Chade, utiliza a ferramenta de medição e traça uma linha em torno da sua linha costeira. Anota os resultados.
2. Cria uma vista RGB da imagem do Landsat 5 TM de 1986.
Repete os passos seguidos para a imagem MSS acima.
Canal
Landsat 4,5 | Gama de comprimentos de onda (μm) | | TM 1 | 0,45 – 0,52 (azul-verde) | | TM 2 | 0,52 – 0,60 (verde) | | TM 3 | 0,63 – 0,69 (vermelho) | | TM 4 | 0,76 – 0,90 (infravermelhos próximos) | | TM 5 | 1,55 – 1,75 (infravermelhos médios) | | TM 7 | 2,08 – 2,35 (infravermelhos médios) | | TM 6 | 10,4 – 12,5 (infravermelhos térmicos) |
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3. Abre a imagem do Envisat MERIS, que é a imagem adquirida mais recentemente do Lago Chade. Cria uma vista RGB adequada para a deteção de água, tal como no exercício anterior.
Para calcular o perímetro e a área do lago, repete, para esta imagem do MERIS, os passos realizados anteriormente com as imagens do Landsat. Não te esqueças de tomar nota dos resultados..
4. Compara os resultados obtidos.
Qual foi o declínio registado no perímetro e na área entre ambas as datas?
Calcula os valores absolutos e os valores relativos, que devem ser expressos em percentagens (diferenças divididas pelos valores iniciais X 100%) Utiliza as tabelas que se seguem para registar as conclusões:
| | Perímetro | Área | | Janeiro de 1973 | | | | Dezembro de 1986 | | | | Diferença absoluta | | | | Différence relative | | |
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| | Perímetro | Área | | Dezembro de 1986 | | | | Janeiro de 2011 | | | | Diferença absoluta | | | | Diferença relativa | | |
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| | Perímetro | Área | | Janeiro de 1973 | | | | Janeiro de 2011 | | | | Diferença absoluta | | | | Diferença relativa | | |
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5. Utilizando estes três conjuntos de dados, desenha dois gráficos num sistema de coordenadas cartesianas para visualizar o desenvolvimento do perímetro e da área do Lago Chade (coordenadas = eixo Y) ao longo do tempo (abscissas = eixo X). Esta forma de visualização facilitará a interpretação do declínio.
O declínio pode ser classificado como "quase linear"?
Em qual dos dois períodos de tempo é maior o declínio do Lago Chade?
Lê novamente a subsecção "Porque está a diminuir o Lago Chade?" no início desta secção.
Dadas as grandes variações sazonais na extensão de água do lago, qual é o perigo de tirar conclusões com base em apenas três medições de imagens de satélite num período de tempo tão longo?
Sugere formas de se fazerem estimativas mais fiáveis.
6. Utiliza a ferramenta GIS para traçar as linhas costeiras do lago dependentes do ano numa camada GIS, utilizando polígonos.
Adiciona como área de novo atributo e atributo de comprimento.
Guarda cada camada num ficheiro .shp com um nome diferente, como por exemplo, "Lake_Chad_coastline_1973.shp".
Por fim, sobrepõe estas três camadas GIS na imagem MERIS atualizada e seleciona diferentes cores utilizando o Editor de Estilo da Camada.
Escreve um pequeno texto baseado na análise da diminuição do Lago Chade com base nas tuas medições, gráficos e imagens.
Compara os teus resultados com os dos outros alunos da turma.
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