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Type: Dissertação
Title: Transformações na condição hidrogeomorfológica da Bacia do Ribeirão Brandão (Volta Redonda, RJ): uma análise com índices espectrais e referencial geomorfológico
Author(s)/Inventor(s): Almeida, Lucas Cesar Figueiredo Hoepfner de
Advisor: Peixoto, Maria Naíse de Oliveira
Co-advisor: Nascimento, Iara Silveira do
Abstract: Esta pesquisa analisa as transformações geomorfológicas e ambientais na bacia hidrográfica do Ribeirão Brandão, situada no município de Volta Redonda (RJ), no Médio Vale do Rio Paraíba do Sul, área submetida a intensos processos de urbanização e industrialização desde meados do século XX. O objetivo central é identificar e analisar tendências de mudanças na cobertura e no uso da terra em bacias hidrográficas afluentes do rio Paraíba do Sul, por meio da aplicação de índices espectrais derivados de sensoriamento remoto, de modo a subsidiar diagnósticos complementares voltados à detecção de trajetórias de transformação dos sistemas fluviais. Para tanto, adotou-se como recorte espacial a bacia hidrográfica do Ribeirão Brandão e a sub-bacia do Córrego do Curral-Leste, considerando o período de 2014 a 2024, em função das significativas alterações tecnogênicas identificadas na área nesse intervalo temporal. A pesquisa baseia-se no processamento de 106 imagens do satélite Landsat 8, a partir das quais foram calculados o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (Normalized Difference Vegetation Index – NDVI), o Índice de Umidade por Diferença Normalizada (Normalized Difference Water Index – NDWI) e o Índice de Área Construída por Diferença Normalizada (Normalized Difference Built-up Index – NDBI). As médias anuais desses índices foram espacializadas em mapas temáticos e analisadas de forma qualitativa e quantitativa, sendo integradas a uma leitura geomorfológica previamente desenvolvida para o sistema fluvial, com ênfase no confinamento do vale e na tipologia das margens. Os resultados indicam que os valores médios do NDVI variam entre 0,28 e 0,31, refletindo o predomínio de vegetação rasteira e descontínua na bacia. O NDWI apresenta valores persistentemente negativos, entre –0,31 e –0,285, denotando baixa disponibilidade hídrica superficial, enquanto o NDBI mantém valores negativos entre –0,115 e –0,08, caracterizando um grau intermediário de artificialização, no qual superfícies construídas se intercalam com solos expostos e remanescentes vegetais. A relação inversa observada entre NDVI e NDBI evidencia que períodos com maior vigor relativo da vegetação correspondem a menor presença de superfícies impermeáveis, sugerindo a redução progressiva da cobertura vegetal residual em áreas associadas à expansão urbana. A análise da cobertura e uso da terra revela redução da vegetação rasteira, aumento expressivo de solo exposto e incremento moderado de áreas urbanizadas e arborizadas, resultando em um mosaico fragmentado de usos, cujas implicações se refletem nas condições geomorfológicas dos sistemas fluviais analisados.
Abstract: This research analyzes geomorphological and environmental transformations in the Ribeirão Brandão watershed, located in the municipality of Volta Redonda (Rio de Janeiro State, Brazil), in the Middle Paraíba do Sul River Valley—an area subjected to intense urbanization and industrialization processes since the mid-twentieth century. The main objective is to identify and analyze trends in land-use and land-cover change in watersheds tributary to the Paraíba do Sul River through the application of spectral indices derived from remote sensing, in order to support complementary diagnostic assessments aimed at detecting transformation trajectories of fluvial systems. To this end, the Ribeirão Brandão watershed and the Curral-Leste Stream sub-basin were selected as the spatial focus, considering the period from 2014 to 2024 due to significant technogenic alterations identified in this interval. The study is based on the processing of 106 Landsat 8 satellite images, from which the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), the Normalized Difference Water Index (NDWI), and the Normalized Difference Built-up Index (NDBI) were calculated. Annual mean values of these indices were spatialized into thematic maps and analyzed both qualitatively and quantitatively, and subsequently integrated with a previously developed geomorphological interpretation of the fluvial system, with emphasis on valley confinement and bank typology. The results indicate that mean NDVI values range from 0.28 to 0.31, reflecting the predominance of sparse and discontinuous vegetation within the basin. NDWI values are persistently negative, ranging from −0.31 to −0.285, indicating low surface water availability, whereas NDBI values remain negative, between −0.115 and −0.08, characterizing an intermediate degree of artificialization in which built-up surfaces coexist with exposed soils and residual vegetation. The inverse relationship observed between NDVI and NDBI shows that periods of higher relative vegetation vigor correspond to a lower presence of impervious surfaces, suggesting a progressive reduction of residual vegetation in areas associated with urban expansion. Land-use and land-cover analysis reveals a decrease in grassland vegetation, a marked increase in exposed soil, and a moderate expansion of urbanized and arboreal areas, resulting in a fragmented land-use mosaic whose implications are reflected in the geomorphological conditions of the analyzed fluvial systems.
Keywords: Bacias hidrográficas
Geomorfologia
Urbanização
Sensoriamento remoto
Cobertura da terra
Volta Redonda (RJ)
Urbanization
Remote sensing
Watersheds
Land cover
Geomorphology
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOMORFOLOGIA
Program: Programa de Pós-Graduação em Geografia
Production unit: Instituto de Geociências
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 17-Dec-2025
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: ALMEIDA, Lucas Cesar Figueiredo Hoepfner de. Transformações na condição hidrogeomorfológica da bacia do Ribeirão Brandão (Volta Redonda, RJ): uma análise com índices espectrais e referencial geomorfológico. 165 f. 2025. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2025.
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