ANÁLISE MULTITEMPORAL DOS PARÂMETROS BIOFÍSICOS NDVI E NDBI EM MACEIÓ ALAGOAS

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XIV Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 
 
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XIV SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE 
 
ANÁLISE MULTITEMPORAL DOS PARÂMETROS BIOFÍSICOS NDVI E 
NDBI EM MACEIÓ – ALAGOAS 
 
Álvaro Augusto das Montanhas Farias 
1
;Leidjane Maria Maciel de Oliveira
2
;Jéssica Fernanda de 
Lima 
3
; André Victor Silva Menezes 
4
 & Bruno e Silva Ursulino 
5
 
 
RESUMO – O processo de urbanização intensificou-se a partir da década de 50 no Brasil, 
impulsionado pela industrialização crescente e o êxodo rural, a mudança de hábitos na população 
brasileira modificou a dinâmica do espaço geográfico das cidades, definindo novas formas de uso e 
ocupação do solo. Este estudo analisou o aumento do tecido urbano no município de Maceió-AL no 
ano de 1990 e 2011. As imagens foram calibradas por radiância e reflectância, para tanto foi 
utilizado o software livre QGIS 2.14.18 para elaboração dos mapas. Os resultados indicaram que 
houve variação significativa na cobertura vegetal em função do crescimento do tecido urbano do 
município, ressaltando a importância da criação de Áreas de Preservação Ambiental (APA), que 
atuam no sentido de promover a proteção de áreas verdes no perímetro urbano. O desempenho dos 
índices foi satisfatório para as análises em questão, apontando para a supressão vegetal a partir da 
evolução urbana, características que afetam diretamente na qualidade de vida da população do 
município. 
 
ABSTRACT–The urbanization process intensified since the 1950s in Brazil, driven by increasing 
industrialization and the rural exodus, changing habits in the Brazilian population modified the 
dynamics of the geographical space of cities, defining new forms of land use and occupation. This 
study analyzed the increase of the urban tissue in the city of Maceió-AL in the year 1990 and 2011. 
The images were calibrated by radiance and reflectance, for which the free software QGIS 2.14.18 
was used to elaborate the maps. The results indicated that there was a significant variation in the 
vegetation cover due to the growth of the urban fabric of the municipality, emphasizing the 
importance of the creation of APA Environmental Preservation Areas, which act to promote the 
protection of green areas in the urban perimeter. The performance of the indices was satisfactory for 
the analyzes in question, pointing to plant suppression from the urban evolution, characteristics that 
directly affect the quality of life of the population of the municipality. 
 
Palavras-Chave – Supressão vegetal, sensoriamento remoto, urbanização. 
 
1) Graduado em Licenciatura em Geografia, Mestrando em Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação, Universidade Federal de 
Pernambuco (UFPE), Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n, Cidade Universitária, Recife-PE, CEP 50.740-540, Fone: 81-2126.7764. E-mail: 
alvaroamfarias@gmail.com 
2) Professora do Departamento de Engenharia Civil e da Pós-graduação em Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação da Universidade 
Federal de Pernambuco-UFPE, Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n, CDU, Recife-PE, CEP 50.740-540, Fone: 81-2126.7764, e-mail: 
leidjaneoliveira@hotmail.com 
3) Graduada em Engenharia de Agrimensura, Mestranda em Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação, Universidade Federal 
Pernambuco (UFPE), Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n, Cidade Universitária, Recife-PE, CEP 50.740-540, Fone: 81-2126.7764. E-mail: 
fernanda.agrim@gmail.com 
4) Graduado em Engenharia Ambiental, Doutorando em Engenharia Civil, Universidade Federal Pernambuco (UFPE), Av. Acadêmico Hélio Ramos, 
s/n, Cidade Universitária, Recife-PE, CEP 50.740-540, Fone: 81-2126.7763. E-mail: brunosenga@gmail.com 
5) Graduado em Engenharia Cartográfica, Universidade Federal Pernambuco (UFPE), Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n, Cidade Universitária, 
Recife-PE, CEP 50.740-540, Fone: 81-2126.7764. E-mail: andrevictorsm.27@gmail.com 
mailto:leidjaneoliveira@hotmail.com
mailto:brunosenga@gmail.com
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
A marca do processo de urbanização no Brasil é caracterizada pela heterogeneidade ao longo 
da constituição histórica do país, para Santos (2008) a complexa organização territorial e urbana do 
Brasil guarda profundas diferenças entre suas regiões. A mudança de hábitos da população 
brasileira, que era agrária e passou a ser urbana correlacionada com a mecanização da produção 
agrícola acarretou em profundas transformações, a lógica da industrialização dita uma nova forma 
de viver para a população, promovendo profundas transformações nas formas de uso e ocupação do 
solo em meio aos espaços urbanos. 
 Em Maceió, de acordo com Silva (2011) o Plano Diretor ratificou parte da área de tabuleiros 
como sendo Macrozona de Expansão Intensiva, integrando os bairros mais periféricos do 
município, junto aos vetores do crescimento urbano, visto que os bairros circunvizinhos apresentam 
alta densidade demográfica. 
 A aplicação de técnicas de processamento de imagem para extração de informação e geração 
de carta imagem tem sido bastante empregada em estudos ambientais por viabilizar o diagnostico de 
alterações antrópicas e naturais na paisagem, orientando a elaboração de políticas de reversão de 
quadros de degradação ambiental (Cunha et al., 2012; Fonseca et al. 2017). 
 Com a aplicação dos parâmetros biofísicos, para identificação de áreas construídas e 
supressão de vegetação, é possível identificar as alterações promovidas no espaço geográfico, que 
constituem fontes de informações importantes para órgãos competentes que atuam na área de 
planejamento urbano. 
 De acordo com França et al. (2012), o Índice por Diferença Normalizada para Áreas 
Construídas (NDBI) considera como base o grande incremento de resposta espectral das áreas 
construídas entre as bandas do infravermelho próximo e infravermelho médio, sendo aplicado em 
ocasiões onde é necessário a identificação rápida de manchas urbanas. Já o Índice de Vegetação por 
Diferença Normalizada (NDVI) utiliza as porções de energia eletromagnética nas bandas do 
vermelho (forte absorção pelas folhas verdes) e infravermelho próximo (forte reflexão, mais 
acentuada nas folhas senescentes) para determinar o vigor da vegetação (Coelho et al., 2015). 
 O presente trabalho destacou a relevância deste estudo para sociedade tendo como objetivo 
analisar através das técnicas de Sensoriamento Remoto, com uso dos parâmetros biofísicos NDBI e 
NDVI que irá constatar as alterações promovidas no espaço ao longo da variação temporal, 
podendo definir e retratar melhor o avanço das áreas construídas na cidade de Maceió, Alagoas, 
entre os anos 1990 e 2011. 
 
 
 
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2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Caracterização da área de estudo 
 Localizado na Mesorregião do Leste Alagoano e na Microrregião Geográfica de Maceió, 
limita-se ao norte com Flexeiras, São Luís do Quitunde, Barra de Santo Antônio e Paripueira, ao sul 
com Coqueiro Seco, Marechal Deodoro e o Oceano Atlântico, a leste com o Oceano Atlântico e a 
oeste com Messias, Rio Largo, Satuba e Santa Luzia do Norte (Figura 1). O município de Maceió 
possui uma área de 509, 909 km², sendo 194 km² de sítio urbano, 285 km² de área rural e 23,26 km² 
de espaço lagunar. Sua população estimada em 2015 era de 1.013.773 habitantes (IBGE, 2010). 
 
Figura 1. Mapa de caracterização da área de estudo, Maceió-AL. Fonte: (Autores, 2018) 
 
 A Tabela 1 detalha o crescimento populacional entre os anos 1990 e 2011, município de 
Maceió-AL. 
 
 
Tabela 1. Crescimento populacional entre os anos 1990 e 2011, município de Maceió-AL 
 
População 1990 629.041mil hab. 
População 2011 943.110 mil hab. 
Crescimento populacional 314.069 mil hab. (49,92%) 
Fonte: IBGE 
 
 
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Suas altitudes máximas são na Serra da Saudinha,com 304 m, descendo para 127 m nos 
tabuleiros costeiros, na planície costeira a altitude varia de 2 a 8 m, segundo Mendonça (2012). A 
cidade possui clima Tropical AS, segundo a classificação de köppen, com temperatura média anual 
de 24,8º, precipitação anual de 1.726mm, umidade relativa de 78,3%. O bioma é o de Mata 
Atlântica com vegetação arbustiva e herbácea. 
 Os principais rios da cidade são o Saúde, Pratagy e Meirin. A classificação do solo na região 
segundo a Embrapa (1975) é predominantemente de Latossolos Vermelho Amarelo Eutróficos e 
Podzólicos Vermelho Amarelo, com resquícios de solos Gley Indiscriminado, Areias Quartzosas e 
solos de mangue. 
 
Aquisição das imagens 
 As cenas do Landsat5 TM (Thematic Mapper), órbita 214 e ponto 67 dos dias 11/06/1990 e 
17/03/2011, foram obtidas no site do USGS (United States Geological Survey), disponibilizadas 
gratuitamente em <https://www.usgs.gov/>. Os processamentos e as aplicações do parâmetro 
biofísico NDBI foram realizados no software de livre acesso QGIS 2.14.18, em seguida as imagens 
foram recortadas com base no shapefile da área urbana, extraídas a partir dos dados 
disponibilizados pelo IMA (Instituto de Meio Ambiente). 
 
Índice por Diferença Normalizada para Áreas Construídas - NDBI 
 O cálculo do NDBI e a sua utilização podem facilitar na obtenção de informações sobre a 
cobertura do solo (FARIAS, et al., 2017), com a realização da equação (1), proposta por Markham e 
Baker (1987), obtém-se como resultado, as imagens multitemporais em modo radiância (FARIAS, 
et al., 2007) 
 
 𝐿𝜆𝑖 = 𝑎𝑖 +
𝑏𝒊−𝑎𝒊
255
𝑁𝐷 (1) 
 
 A reflectância monocromática de cada banda (ρλi), corresponde à razão entre o fluxo de 
radiação refletida por cada banda e o fluxo de radiação incidente, sendo obtida por Giongo & 
Vettorazzi (2014), na equação 2, onde o CosZ vai variar em virtude da elevação do sol, e 𝑑𝑟 que é o 
quadrado da razão entre a distância média Terra-Sol (FARIAS, et al., 2017), sofrerá variação em 
função do dia sequencial do ano: 
 𝜌𝜆𝑖 =
𝜋.𝐿𝜆𝑖
𝐾𝜆𝑖.𝐶𝑜𝑠𝑍.𝑑𝑟
 (2) 
 
 
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 Com a aplicação do índice NDBI, é possível verificar o crescimento da mancha urbana, bem 
como mudanças no uso e ocupação do solo podendo ser utilizado para ações de planejamento 
urbano. Este índice é obtido conforme equação 3, proposta por Zha et al. (2003). 
 O produto deste índice apresenta uma imagem com pixels de áreas construídas e estéreis de 
valores positivos, e as demais áreas com valores negativos. 
 
 𝑁𝐷𝐵𝐼 =
𝑀𝑖𝑑𝐼𝑅𝑇𝑀5−𝑁𝐼𝑅𝑇𝑀4
𝑀𝑖𝑑𝐼𝑅𝑇𝑀5+𝑁𝐼𝑅𝑇𝑀4
 (3) 
 
Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) 
 Com a obtenção das imagens, é possível realizar uma análise nas alterações promovidas e as 
mudanças no uso e ocupação do solo por meio do NDVI. De acordo com Byama e Sano (2015), 
este parâmetro é capaz de evidenciar as variações sazonais, interanuais. O NDVI poderá constatar 
se as mudanças ocorridas são devidas a sazonalidade climática, ocasionadas pela alteração do 
regime de chuvas, ou se ocorrem mudanças no uso e ocupação da terra, e pode ser definido pela 
equação (4), proposta por Rouse et al. (1974). 
 
 𝑁𝐷𝑉𝐼 =
𝑁𝐼𝑅𝑇𝑀4− 𝑀𝑖𝑑𝐼𝑅𝑇𝑀5
𝑀𝑖𝑑𝐼𝑅𝑇𝑀5+𝑁𝐼𝑅𝑇𝑀4
 (4) 
 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 A aplicação dos parâmetros biofísicos atingiu resultados satisfatórios para o NDBI, o que 
possibilitou a constatação do crescimento do tecido urbano do município de Maceió-AL. A análise 
multitemporal possibilitou um maior detalhamento do processo de uso e ocupação do solo nos anos 
de 1990 (Figura 2a) e 2011 (Figura 2b). A comparação das imagens entre os anos citados mostrou 
que houve um avanço significativo da área construída, com a descentralização da urbanização na 
região mais central, onde historicamente se deu o processo de ocupação do município. É possível 
perceber que as partes mais periféricas na diferença de 21 anos sofreram alterações mais intensas na 
composição da paisagem. 
 
 
 
 
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(a) 
 
(b) 
 
Figura 2. NBDI (a) 1990 e (b) 2011, município de Maceió-AL 
 
 Muitos fatores podem ser apontados como a causa do crescimento vertiginoso do tecido 
urbano, dentre eles, o crescimento populacional é um fator que colabora com o aumento da área 
construída. Entre os anos estudados, Maceió apresentou um crescimento de 49,92%, o que 
consequentemente demandaria projetos habitacionais, para suprir a carência por moradias no 
município. 
 A Tabela 2 detalha os valores estatísticos do NDBI, nos anos de 1990 e 2011 
 
Tabela 2. Valores estatísticos do NDBI, nos anos de 1990 e 2011 
 
Imagem (Ano) Valor Mínimo Valor Máximo Média 
NDBI (1990) - 0.89 0.07 - 0.37 
NDBI (2011) - 0.52 0.14 - 0.19 
 
A aplicação do NDVI mostra que quanto mais próximo de 1, mais densa é a vegetação; o 
valor 0 (zero) indica superfície não vegetada, como afirmou Rosendo (2005), assim, para o ano de 
1990 (Figura 2a) evidenciou as alterações promovidas pelo processo de urbanização no município, 
 
 
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como pode ser verificado na Tabela 1 o crescimento populacional, os projetos de urbanização e a 
habitação, fomentaram alterações na composição das paisagens naturais. 
Para Gomes (2011) os mapas de classificação vegetal resultantes das imagens compostas 
pelo NDVI com as bandas 3 e 4 da imagem Landsat, analisados individualmente conseguem 
identificar a evolução da dinâmica de degradação da vegetação. 
 
(a) 
 
(b) 
 
Figura 3. NDVI (a) 1990 e (b) 2011, município de Maceió-AL 
 
 
 No ano de 2011 (Figura 3b), de acordo com a aplicação do NDVI e a variação ao longo dos 
anos (Tabela 1), a necessidade do planejamento urbano fica claro à medida que a supressão vegetal 
acontece de forma mais intensa, principalmente nas áreas dos tabuleiros costeiros, uma vez que as 
condições atmosféricas irão interferir de forma insignificante na transformação da vegetação local. 
De acordo com Ab’Saber (2003), o regime pluviométrico da Zona da Mata na área de estudo varia 
de 1800 a 2200 mm, apontando para um regime pluviométrico regular e elevado durante o ano. 
 A Tabela 3 detalha os valores estatísticos do NDVI, nos anos de 1990 e 2011 
 
 
 
 
 
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Tabela 3.Valores estatísticos do NDVI, nos anos de 1990 e 2011 
 
Imagem (Ano) Valor Mínimo Valor Máximo Média 
NDVI (1990) - 0.55 0.80 0.125 
NDVI (2011) - 0.28 0.69 0.20 
 
 A utilização das ferramentas de geoprocessamento atua no sentido de promover um 
monitoramento do espaço, constituindo uma ferramenta importante no processo de planejamento 
urbano por parte dos órgãos competentes, visando proporcionar melhor qualidade de vida para a 
população que residem nessas áreas. 
 
4. CONCLUSÕES 
 Os resultados obtidos através da aplicação do NDBI e NDVI foram satisfatórios e 
evidenciaram a heterogeneidade entre os anos estudados, contribuindo para os estudos relacionados 
ao crescimento de áreas construídas, e também podem atuar no sentido de conservação e 
otimizando o tempo das análises ambientais, respectivamente. 
 Portanto, conclui-se que a utilização destes parâmetros constituem ferramentas importantes 
para o estudo das diferentes formas de uso e ocupação do solo. 
 
AGRADECIMENTOS 
Os autores agradecem ao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas (IBGE) pelo acesso 
livre dos dados; ao Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) pelas imagens disponibilizadas 
e; a FACEPE pela bolsa de doutorado do quinto autor. 
 
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