Coastal environments are highly dynamic and sensitive to interference and variations caused by the numerous natural and anthropogenic agents. The northern coast of Northeastern Brazil has undergone intense erosion in recent years. However, the construction of the Pecém Port modified the beach and shoreline features differently from the adjacent areas. This article describes using remote-sensing images integrated with a Geographic Information System to evaluate the sedimentary balance and morphological changes observed in the sandy beach area that was affected by the construction of Pecém Port. Two methods were applied to the RapidEye images to quantify the short-time changes that occurred on the coast. The Digital Shoreline Analysis System method showed that the beach width increased west to the port, which was calculated by the Change Polygon Approach determined by intersecting and uniting polygons to estimate the difference between the areas over time. The short-time analysis results showed changing coastal morphology, demonstrating that the anthropic interventions in the region are transforming significantly the natural elements that make up the region landscape. Between 2011 and 2014, the investigated beach stretch of approximately 3 km suffered an accretion process of more than 102,000 m² over 3 years. The high spatial resolution of satellite images, digital processing imaging techniques and geostatistical methods were effective in this study, allowing understanding the recent changes in the area.

The process of coastal erosion is a global problem that impacts approximately 70% of coastal regions of the Earth. It causes loss of property, infrastructure, and biodiversity, besides generating major economic impacts. Therefore, the analysis and monitoring of coastal erosion is an issue that needs to be addressed. In this sense, remote-sensing data have been widely used in studies that evaluate the spatial and temporal changes of land use. In addition, the use of time series of satellite imagery applied in the investigation of changes in the Earth’s coverage and its spatio-temporal pattern has been proven as an extremely efficient approach. Thus, remote sensing and geoprocessing are effective techniques to obtain continuous and dynamic information from coastal regions at different levels and scales. In this context, the main objective of this work was to create a prognostic model for the generation of future scenarios, based on the analysis of the spatial-temporal changes of the shorelines from past decades to the present, having as the pilot area the coast of the municipality of Icapuí, in the State of Ceará, Northeastern Brazil. For that, Statistical Regression technique was used. In addition, the techniques of Digital Image Processing and the extraction of the modified normalized difference water index were used. As a result, the prognosis of coastal erosion was generated for the year 2021, based on the time series of the years 1985, 1991, 1997, 2003, 2009, and 2015. After the extrapolation process, the results were validated through the mean absolute error. Furthermore, through the Python programming language and the OpenCV library, a computational solution was implemented to be executed in a Geographic Information Systems environment that automated the process of generating future prognostic and the extraction of the shoreline in a shapefile format.

A erosão costeira ocorre em várias partes do mundo. Ela, por vezes, destrói equipamentos e casas próximas da linha de costa causando prejuízos econômicos. No Estado do Ceará existem trechos que estão retrogradando, exemplo clássico é da área próxima do Porto do Mucuripe (Fortaleza). Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi analisar a evolução da linha de costa de todo o Estado do Ceará, dentro da escala temporal de 1984 a 2018. Para alcançar esse objetivo foram realizados o processamento digital de imagens de satélite, confecção de mapas de variação da linha de costa e quantificação das áreas de progradação e retrogradação. Em termos matemáticos, na zona costeira do Ceará houve equilíbrio dinâmico entre os processos de acreção e erosão, contudo, existem alguns hotspots de erosão nos diferentes setores do litoral. Há a necessidade de monitoramento contínuo da zona costeira em diferentes escalas espaciais e temporais para melhor compreensão do comportamento costeiro, bem como políticas que inibam a ocupação deletéria a essa região. Shoreline variation in Ceará coastal zone (1984-2018) A B S T R A C TCoastal erosion occurs in several parts of the world. Sometimes, it destroys structures close to the shoreline causing economic damage. In the state of Ceará, Brazil, there are stretches with retrogradation. A classic example is from the area near the Mucuripe harbor (Fortaleza). From this context, the objective of this paper was to analyze the evolution of the State of Ceará shoreline between 1984 and 2018. To achieve this objective, the digital processing of satellite images was performed, developing maps of shoreline variation and quantification of progradation and retrogradation areas. In mathematical terms, at the coastal zone of Ceará there was a dynamic balance between the processes of accretion and erosion. However, there are some erosion hotspots in different sectors of the state shoreline. There is a need for continuous monitoring of the coastal zone in different spatial and temporal scales to better understand coastal behavior, as well as policies that inhibit the deleterious occupation of this region.Keywords: Coastal zone; Monitoring; Coastal Erosion.

A zona costeira do município de Icapuí, Estado do Ceará, é composta por praias arenosas, falésias, dunas e uma extensa planície de maré. Estas áreas são altamente dinâmicas por conta de sua interação com mar, terra e atmosfera, podendo ocorrer processos de erosão ou deposição. Perdas constantes de sedimentos, sobretudo em praias urbanizadas, constituem-se problemas que tem sido alvo de estudos empregando diferentes métodos e ferramentas, para entender a dinâmica costeira, seja a curto, médio e longo prazo. O entendimento da variação da linha de costa entre as praias de Peroba e Redonda em Icapuí, baseou-se em imagens de satélites, numa escala temporal entre 2005 e 2020, aplicando o método Digital Shoreline Analysis System. Os resultados indicaram que entre 2005 e 2010 a linha de costa apresentava-se estável em 62,52% e retrogradou 37,48%. Entre 2010 e 2015 manteve-se estável em 51,68%, tendo progradado 46,94%. Entre 2015 e 2020 a estabilidade reduziu para 13,22% com retrogradação cerca de 86,78%. Os valores fornecidos pela Taxa do Ponto Final e Regressão Linear entre 2005 e 2020, -0.61 ± 0.30 e -0.70 ± 0.29 m/ano respectivamente, indicam que a linha de costa permaneceu estável em cerca de 90% (4.570 m) e 84% (4.470 m). Palavras chaves: Erosão costeira; acreção; retrogradação; progradação.

Zonas costeiras são regiões dinâmicas cuja morfologia é diretamente influenciada por fatores físicos naturais ou de origem antrópica. A depender do nível de ocupação e do estágio de desenvolvimento, estas áreas podem estar sujeitas a riscos associados à ocorrência de inundações ou processos erosivos que as tornam vulneráveis. Considerando esse contexto, este trabalho quantificou a vulnerabilidade relativa da costa quanto às alterações físicas entre as praias de Peroba e Redonda no município de Icapuí, litoral leste do Ceará, destacando os trechos de praia onde os efeitos na linha costa pode ser extremos. Na implementação do Índice de Vulnerabilidade Costeira, foram utilizadas as variáveis naturais geomorfologia, declividade, taxa de variação da linha de costa, amplitude média de maré, altura significativa de onda e variação do nível médio do mar. Os resultados indicaram a ocorrência de três classes de vulnerabilidade, desde moderada a muito alta. Cerca de 2.940 m (58%) foram registrados como trecho de moderada vulnerabilidade, 2.100 m (41%) de alta vulnerabilidade e cerca de 30 m (1%) muito alta vulnerabilidade. Os trechos com maior vulnerabilidade estão associados a faixas de praias arenosas e os de menor vulnerabilidade a falésias ativas constituintes dos tabuleiros costeiros e áreas de conservação.