Evaluation of the urban expansion in the City of Maceió, Alagoas - Northeast of Brazil
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19537Keywords:
Land Surface Temperature; Environmental Degradation; Normalized Difference Vegetation Index; Northeast of Brazil.Abstract
The growth of cities, along with the disorderly formation of large metropolises around the world, results in major changes in Land Use. However, few studies relate the urban sprawl and its effects on the cities of the Northeast of Brazil (NEB). Thus, this study aimed to evaluate the urban sprawl in Maceió-Alagoas between 1985 to 2020 from orbital Land Surface Temperature (LST) and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) products to detect the changes and their environmental effects. This study used orbital products acquired from the systems-sensors Landsat 5 / Thematic Mapper (TM) and 8 / Operational Land Imager (OLI). The study used four images to observe the Spatio-temporal variation of urbanization, corresponding to the years 1987, 1998, 2006, and 2020. It used the environment software R for the generation of NDVI and LST thematic maps. The results obtained pointed out substantial changes in the Land Use detected by the NDVI and increased LST over the 35 years. Such variability occurred in the neighborhoods located in the northern and northwestern portion of the city, resulting from the incentive programs of the Federal Government in 2010, mainly the Benedito Bentes Complex (CBB), with the most significant transformations in the use and occupation of the soil, mainly the largest increase in LST between 7.5-10.0 °C. The effects produced by urban sprawls have been mitigated due to the environmental protection areas.
References
Allen, R. G., Tasumi, M., Trezza, R., Waters, R., & Bastiaanssen, W. (2002). SEBAL (surface energy balance algorithms for land). Advance training and users manual–Idaho implementation, version, 1, 97.
Almeida, A., & Neto, J. (2015). Análise do processo de urbanização e impermeabilização do solo da bacia endorreica do Tabuleiro do Martins, Maceió-AL. Maceió: Universidade Federal de Alagoas, 12 p.
Alves, E. D. L. (2017). Ilha de Calor Urbana e Simulações: aplicação metodológica para o reordenamento do território. Caminhos de Geografia, 18(61), 33-43.
Alves, L. E. R., Correia Filho, W. L. F., Gomes, H. B., Oliveira-Júnior, J. F., & Sanches, F. O. (2019). Space-Temporal evaluation of Changes in Soil Use and Soil Cover and Temperature in the Metropolitan Region of Baixada Santista. Biosc. J. (Online), 35:1438-1449, 2019.
Araújo, T. L., & Di Pace, F. T. (2010). Valores instantâneos da temperatura da superfície terrestre na cidade de Maceió-AL utilizando imagens do satélite TM/Landsat 5. Revista Brasileira de Geografia Física, 3(2), 104-111.
Ayoade, J. (1983). Introdução à climatologia para os trópicos. São Paulo: DIFEL. 332p.
Belló, S. L. (2004). Avaliação do impacto da ocupação urbana sobre as características hidrossedimentométricas de uma pequena bacia hidrográfica de encosta. 161f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2004.
Boegh, E., Soegaard, H., Hanan, H., Kabat, P., & Lesch, L. (1998). A remote sensing study of the NDVI-Ts relationship and the transpiration from sparse vegetation in the Sahel based on high resolution data. Remote Sens. Environ., 69, 224–240.
Brasil. Ministério das Cidades. Instrução Normativa nº 33, de 9 de julho de 2009. Programa: Urbanização Regularização e Integração de Assentamentos Precários.
Braz, A. M., Kunkel, A. C., Boni, P. V., Braz, A. M., & Martins, A. P. (2018). Áreas Verdes e Temperatura da Superfície na Cidade de Três Lagoas/MS. Revista Formação (ONLINE), 25 (45), 93-122.
Buccheri-Filho, A. T., & Tonetti, E. L. (2011). Qualidade ambiental nas paisagens urbanizadas. Revista Geografar. 6 (1), 23-54.
Carvalho, H. A. O. A. (2015). Caixa Econômica Federal como agente da política habitacional: um estudo a partir do PAC e PMCMV em Carapicuíba. Dissertação (Mestrado em Teoria e História da Arquitetura e do Urbanismo) - Instituto de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Carlos. doi: 10.11606/D.102.2015.tde-26082015-105945.
Correia Filho, W. L. F., Santiago, D. B., Oliveira Júnior, J. F., & Silva Junior, C. A. (2019). Impact of Urban Decadal Advance on Land Use and Land Cover and Surface Temperature in the City of Maceió, Brazil. Land Use Policy, 87, 1-11.
Correia Filho, W. L. F., Santiago, D. B., Oliveira Júnior, J. F., Silva Junior, C. A., Oliveira, S. R. S., Silva, E. B., & Teodoro, P. E. (2021). Analysis of environmental degradation in Maceió-Alagoas, Brazil via orbital sensors: a proposal for landscape intervention based on urban afforestation. Remote Sensing Applications: Society and Environment. (in press)
Correia, M. F. (2001). Impacto das ações antrópicas no clima do submédio do rio São Francisco: Um estudo numérico e observacional. São Paulo. 181p. /Tese de Doutoramento do Departamento de Ciências Atmosféricas do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo.
Dagnachew, M., Kebede, A., Moges, A., & Abebe, A. Effects of Climate Variability on Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in the Gojeb River Catchment, OmoGibe Basin, Ethiopia. Advances in Meteorology, 2020.
Deparis, S. (2014). Implicações no meio ambiente decorrentes da ocupação desordenada na área urbana do município de Concórdia-SC. Diretoria de Pesquisa e Pós Graduação – Especialização em Gestão Ambiental em Municípios. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira – PR, 40p.
De Souza, D. O., dos Santos Alvalá, R. C., & do Nascimento, M. G. (2016). Urbanization effects on the microclimate of Manaus: A modeling study. Atmospheric Research, 167, 237-248.
Freitas, C. F. S. (2014). Ilegalidade e degradação em Fortaleza: os riscos do conflito entre a agenda urbana e ambiental brasileira. Revista Brasileira de Gestão Urbana, 6 (1), 109-125.
Gobo, J. P. A., Galvani, E., & Wollmann, C. A. (2018). Subjective Human Perception of Open Urban Spaces in the Brazilian Subtropical Climate: A First Approach. Climate, 6 (2), 24. https://doi.org/10.3390/cli6020024
Guha, S., Govil, H., Dey, A., & Gill, N. (2018). Analytical study of land surface temperature with NDVI and NDBI using Landsat 8 OLI and TIRS data in Florence and Naples city, Italy. Eur J. Remote Sensing, 2018 (51), 667-678.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. (2021). Censo Brasileiro de 2020. Maceió: IBGE.
IMA - Instituto do Meio Ambiente. (2019). Plano de Manejo da Área de Proteção Ambiental do Catolé e Fernão Velho. (Acessado em 08 de Julho 2021). http://www.ima.al.gov.br/wp-content/uploads/2021/01/Plano-de-Manejo-da-APA-do-CatolCA-e-FernCAo-Velho-Estudos-TCAcnicos-e-Zoneamento-Ambiental.pdf
Jacob, M., Frankl, A., Beeckman, H., Mesfin, G., Hendrickx, M., Guyassa, E., & Nyssen, J. (2015). North Ethiopian afro‐alpine tree line dynamics and forest‐cover change since the early 20th century. Land Degradation & Development, 26(7), 654-664.
Labaki, L. C., Santos, R. F., Bueno-Bartholomei, C. L., & Abreu, L. V. (2011). Vegetação e conforto térmico em espaços urbanos abertos. Fórum Patrimônio, 4 (1), 23-42.
Lapola, D. M., Silva, J. M. C. D., Braga, D. R., Carpigiani, L., Ogawa, F., Torres, R. R., & Joly, C. A. (2020). A climate‐change vulnerability and adaptation assessment for Brazil's protected areas. Conservation biology, 34(2), 427-437.
Lima, G. N. Características do Clima Urbano de Nova Andradina – MS. 2011. 161 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Presidente Prudente.
Li, L., Tan, Y., Ying, S., Yu, Z., Li, Z., & Lan, H. (2014). Impact of land cover and population density on land surface temperature: case study in Wuhan, China. Journal of Applied Remote Sensing, 8, 884-993.
Lombardo, M. A. (1985). Ilha de calor nas metrópoles. O exemplo de São Paulo. Hucitec.
Lopes, H., Candeias, A. L. B., Accioly, L. J. O., Sobral, M. C. M. & Pacheco, A. P. (2010). Parâmetros biofísicos na detecção de mudanças na cobertura e uso do solo em bacias hidrográficas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14 (11), 1210–1219.
Marengo, J. A. (2014). O futuro clima do Brasil. Revista USP, 103, 25-32.
Maricato, E., Colosso, P., & Comarú, F. D. A. (2018). Um projeto para as cidades brasileiras e o lugar da saúde pública. Saúde em Debate, 42, 199-211.
Menezes, G., & Mourão, L. Programa Minha Casa Minha Vida sob a perspectiva da qualidade de vida. Psicoperspectivas, 16, 149–163, 2017.
Moura, J. R. O. (2014). Fotografia da periferia com olhar geográfico: Áreas de riscos na cidade de Maceió/Alagoas/Brasil. Reflexões e Práticas Geográficas, 1, 93–113.
Nascimento, M. C., Lombardo, M. A., Guimarães Júnior, S. A. M., & Andrade, E. L. (2018). Análise da Vulnerabilidade Físico-Ambiental causada pelas chuvas intensas na Região Metropolitana de Maceió. Caminhos de Geografia, 19, 268–288.
Oliveira, A., Sanches, L., Musis, C., & Nogueira, M. (2013). Benefits Of Squares In Urban Afforestation - The Case of Cuiabá/MT. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 9(9), 1900-1915. doi:https://doi.org/10.5902/223611707695
Oliveira, L. M. M. (2012). Índice de vegetação e temperatura da superfície no ecônomo ilha do bananal por sensoriamento remoto. Revista de Geografia (Recife), 30 (3), 209-225.
Oliveira-Júnior, J. F., Gois, G., Silva, E. B., Teodoro, P. E., Johann, J., & Silva Junior, C. A. (2019). Non-parametric tests, multivariate analysis and descriptive and exploratory statistics applied to reported dengue cases in Brazil. Environmental Monitoring and Assessment, 191,473-491.
Pal, S. & Ziaul, S. (2017). Detection of land use and land cover change and land surface temperature in English Bazar urban centre. Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 20 (1), 125–145.
Pereira, R. M., Leão, T. P., Sandri, D., Baptista, G. M. M, & Cunha, L. S. (2019). Modelagem da Temperatura do Ar na Região do Distrito Federal – Brasil, por meio de Dados Atmosféricos do Sensor AIRS. Revista Brasileira de Meteorologia, 34(2), 275-282.
PMAS – MACEIÓ. (2014). Plano Municipal de Assistência Social de Maceió. http://www.maceio.al.gov.br/wp-content/uploads/admin/documento/2014/08/PMAS_Macei%C3%B3_2014_2017-FINALIZADO-para-upar.pdf
Price, J. C. (1990). Using spatial context in satellite data to infer regional scale evapotranspiration, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 28, 940 – 948.
Ribeiro, R., Holanda, F. & Coelho, J. (2012). Índices de qualidade configuracional urbana caso do Distrito Federal, Brasil. EURE (Santiago), 38 (114), 229-255.
Rouse, J., Haas, R., Schell, J., Deering, D., & Harlan, J. (1974). Monitoring the Vernal Advancement of Retrogradation of Natural Vegetation: Final Report. Greenbelt: NASA/GSFC, 371 p.
R Development Core Team. (2019). R: A language and environment for statistical computing version 3.6-4. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, http://www.r-project.org, ISBN 3-900051-07-0
Santiago D. B., & Gomes H. B. (2016) Estudo de Ilhas de Calor no Município de Maceió/AL, por meio de Dados Orbitais do Landsat 5. Revista Brasileira de Geografia Física, 9, 793-803.
Santiago, D. B., Gomes, H. B., & Ferreira, L. S. (2019). Ilha de Calor e a Influência no Conforto Térmico da Região Integrada de Desenvolvimento da Grande Teresina (Ride). Rev. Bras. de Geo. Fis., 12 (1), 213-225.
Santos Y. S., Silva E. B., Oliveira-Júnior J. F., Santos P. J., & Costa L. M. B. (2018). Diagnóstico da Morbidade e Mortalidade dos casos de Leptospirose no Nordeste Brasileiro entre 2000 a 2015. Enc. Biosfera, 15, 107-118.
Silva, J. S., da Silva, R. M., & Santos, C. A. G. (2018). Spatiotemporal impact of land use/land cover changes on urban heat islands: A case study of Paço do Lumiar, Brazil. Building and Environment, 136, 279-292.
Silva, E. M. D. S., Correia, W. L. F., Oliveira, J. F. D., Barros, H. G., Costa, M. D. S., Gois, G. D., & Falcão, N. A. D. M. (2021). Espaço-Temporalidade dos Focos de Calor na Região Metropolitana de Maceió. Revista Brasileira de Meteorologia, 35, 1029-1043.
Sousa, J. O., & Martins Filho, J. (2019). Programa Minha Casa Minha Vida e os Impactos Socioambientais em Timon-MA: Uma Análise dos Conjuntos Habitacionais Padre Delfino e Julia Almeida. Rev. Equador, 8, 133-151.
USGS - United Stated Geological Survey. Using the USGS Landsat 8 Product, https://Landsat.usgs.gov/using-usgs-Landsat-8-product, 2018
Zeri M., Carvalho, V. S. B., Cunha-Zeri, G., Oliveira-Júnior, J. F., Lyra G. B., & Freitas, E. D. (2016). Assessment of the variability of pollutants concentration over the metropolitan area of São Paulo, Brazil, using the wavelet transform. Atmospheric Science Letters, 17, 87-95.
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