Desenvolvimento de método para inferência de características físicas da água associadas às variações espectrais. Caso de Estudo: Reservatório de Itupararanga/SP

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Risco tecnológico: uma análise do porto de Vila do Conde como área potencial de ameaça ao vazamento de óleo para comunidades em situação de vulnerabilidade

O presente trabalho foi realizado em Vila do Conde, município de Barcarena que faz parte da mesorregião de Belém do Pará, com objetivo de estudar o risco de natureza tecnológica relacionado ao vazamento de óleo, apontando as reais situações de ameaça e a vulnerabilidade da população local. A metodologia baseou-se em três etapas: levantamento bibliográfico sobre o conceito de risco tecnológico; trabalho de campo para a identificação e caracterização das áreas de ameaça na zona portuária e da área de Vulnerabilidade na Vila do Conde através de visitas técnicas, entrevistas, aplicação de questionários, para o levantamento socioeconômico, observações e registros fotográficos; e por fim levantamento cartográfico e utilização de imagens de satélite IKONOS para delimitação das áreas de ameaça no porto, setorização da Vila do Conde e para a confecção de mapas temáticos. Na zona portuária de Vila do Conde identificamos como principais áreas de ameaça ao vazamento: Área de atracação, onde a prática de acostagem, carga, descarga e abastecimento de navios e balsas com óleo combustível é constante, apresentando nível de ameaça que vai de muito a extremamente provável de ocorrer; Área de acesso, delimitada pela ponte por onde percorre os dutos, apresentando nível de ameaça como provável de ocorrer vazamento e a Área de estocagem, onde concentra os tanques de armazenamento e plataformas de abastecimento apresentando nível de ameaça que vai do provável a muito provável de ocorrer vazamento. Na Vila do Conde a vulnerabilidade social apontou que a população do setor rio, na maioria pescadores, apresenta maior grau de vulnerabilidade, seguido pelos moradores do setor praia, como donos de barracas, que apresentam médio grau de vulnerabilidade, e com baixo grau de vulnerabilidade estão os moradores do setor terra firme. Portanto, um sinistro com óleo acarretará uma reação que ira se difundir em toda a Vila, interrompendo os principais fluxos de troca entre os grupos e suas respectivas atividades.

Utilização de geotecnologias no monitoramento de processos erosivos e movimentos de massa em trecho da faixa de dutos Rio de Janeiro - Belo Horizonte

The transportation of oil through pipelines raises a concern related to safety and environmental impacts they may cause, especially when exposed to risks that affect their integrity. Among the natural phenomena that can affect the pipelines are erosion and landslides. Considering the large territory involving the pipelines, remote sensing tools have a great applicability for data acquisition. For this, visual analysis techniques were applied to perform change detection in order to monitor erosion features and landslides along a stretch of pipeline Rio de Janeiro – Belo Horizonte, in the state of Rio de Janeiro. The work involved the characterization of the study area as well as the erosion and landslide processes, through bibliographical data. The satellite image processing and the application of change detection techniques were developed in two scenes for the years 2002 and 2010. It was noted a small increase in the number of the identified features, however with regard to their area, a decrease of 21.7% was observed

Avaliação do método de classificação baseada no objeto em imagens de alta resolução espacial aplicado para o monitoramento de faixa de dutos: estudo de caso no entorno da refinaria de Capuava em Mauá - SP

The metropolitan region of São Paulo is the most populous of the country, this happens because of its great importance in the national economy and the job opportunities that are offered to the population. These factors result in intense population growth and urban expansion, reaching some non-habitable places of the metropolis, as areas of pipelines, which are very important for the transportation of natural gas, oil and its derivatives. Before the population growth of the region, these sites were unoccupied, do not presenting problems for the population. However, with the disorderly occupation is generated great anthropogenic pressure on the pipeline stitches, causing risks to people who are around them. Therefore it is extremely important to monitor the strip of pipelines through products and techniques of remote sensing and geoprocessing, enabling, through high spatial resolution images, identification of objects or phenomena that occur on Earth's surface that can alter the functioning and safety of pipelines. Therefore, this study aims to monitor a stretch of the area of the pipeline mesh GASPAL/OSVAT and Capuava Refinery (RECAP), located on the outskirts of the metropolitan area of São Paulo in the city of Mauá, who suffer great human pressure, proving thus the techniques of remote sensing and geographic information system (GIS) as effective tools for monitoring phenomena occurred in urban areas of great complexity. The monitoring was done by object-based classification applied in orbital images Ikonos II and RapidEye, of high spatial resolution and, image processing, detection of objects, segmentation, classification and editing were developed through the eCognition and ArcGis softwares. To determine the statistical accuracy of the mapping of the land cover of the stretch of pipeline in Maua, the results were analyzed by error matrix... (Complete abstract click electronic access below)

Uso e ocupação da terra e vulnerabilidade a alagamento na área central da cidade de São Paulo: o caso da subprefeitura Sé

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Dinâmica da paisagem: um modelo aplicado ao município de Carapicuíba

A qualidade de vida para o ser humano depende do resultado das relações entre os processos biológicos, ecológicos, culturais e socioeconômicos que acontecem no espaço. Assim, a preocupação com a influência de zonas urbanas sobre o meio ambiente e a população tem sido um tema de crescente importância no Brasil, associando o desenvolvimento de novas políticas de gestão e reestruturação de grandes cidades. Nessa discussão, incluiu-se a questão da transformação da paisagem em ambientes urbanos, com impacto na manutenção dos serviços ecossistêmicos e na qualidade de vida da população humana. Este estudo propôs a caracterização da evolução da cobertura e uso do solo para a cidade de Carapicuíba, na Grande São Paulo, através da elaboração de seis mapas temáticos de uso e ocupação do solo do município, entre o período de 1962 e 2013. Além disso o projeto também pretendia fazer a modelagem de cenários futuros de mudanças, através de uma abordagem baseada no uso integrado de sensoriamento remoto, sistema de informações geográficas e modelos espaciais dinâmicos. Os mapas temáticos foram elaborados através de três mosaicos de fotografias aéreas adquiridas em 1962, 1972 e 1994, uma imagem orbital do sensor Ikonos de 2002, um mosaico de ortofotos aéreas adquirido em 2008, e uma imagem do sistema orbital RapidEye adquirida em 2013, para avaliação da dinâmica de ocupação da superfície da terra. As datas de imageamento disponíveis conseguiram representar momentos diferentes na história do município, referentes a acontecimentos importantes e que influenciaram significativamente na alteração da paisagem urbana: o grande crescimento demográfico e a construção das vias de acesso a Carapicuíba. As análises de dados e discussões apontam que o tipo de via de acesso à Carapicuíba e o tipo de uso do solo urbano, influenciaram na estratificação socioeconômica e na conservação de cobertura vegetal...

Dinâmica da paisagem: um modelo aplicado ao município de Carapicuíba

A qualidade de vida para o ser humano depende do resultado das relações entre os processos biológicos, ecológicos, culturais e socioeconômicos que acontecem no espaço. Assim, a preocupação com a influência de zonas urbanas sobre o meio ambiente e a população tem sido um tema de crescente importância no Brasil, associando o desenvolvimento de novas políticas de gestão e reestruturação de grandes cidades. Nessa discussão, incluiu-se a questão da transformação da paisagem em ambientes urbanos, com impacto na manutenção dos serviços ecossistêmicos e na qualidade de vida da população humana. Este estudo propôs a caracterização da evolução da cobertura e uso do solo para a cidade de Carapicuíba, na Grande São Paulo, através da elaboração de seis mapas temáticos de uso e ocupação do solo do município, entre o período de 1962 e 2013. Além disso o projeto também pretendia fazer a modelagem de cenários futuros de mudanças, através de uma abordagem baseada no uso integrado de sensoriamento remoto, sistema de informações geográficas e modelos espaciais dinâmicos. Os mapas temáticos foram elaborados através de três mosaicos de fotografias aéreas adquiridas em 1962, 1972 e 1994, uma imagem orbital do sensor Ikonos de 2002, um mosaico de ortofotos aéreas adquirido em 2008, e uma imagem do sistema orbital RapidEye adquirida em 2013, para avaliação da dinâmica de ocupação da superfície da terra. As datas de imageamento disponíveis conseguiram representar momentos diferentes na história do município, referentes a acontecimentos importantes e que influenciaram significativamente na alteração da paisagem urbana: o grande crescimento demográfico e a construção das vias de acesso a Carapicuíba. As análises de dados e discussões apontam que o tipo de via de acesso à Carapicuíba e o tipo de uso do solo urbano, influenciaram na estratificação socioeconômica e na conservação de cobertura vegetal...

Characteristics and changes of thermokarst lakes in Canada, Russia and Sweden

Peat plateaus are widespread at high northern latitudes and are important soil organic carbon reservoirs. A warming climate can cause either increased ground subsidence (thermokarst) resulting in lake formation or increased drainage as the permafrost thaws. A better understanding of spatiotemporal variations in these landforms in relation to climate change is important for predicting the future thawing permafrost carbon feedback. In this study, dynamics in thermokarst lake extent during the last 35-50 years has been quantified through time series analysis of aerial photographs and high-resolution satellite images (IKONOS/QuickBird) in three peat plateau complexes, spread out across the northern circumpolar region along a climatic and permafrost gradient. From the mid-1970s until the mid-2000s there has been an increase in mean annual air temperature, winter precipitation, and ground temperature in all three study areas. The two peat plateaus located in the continuous and discontinuous permafrost zones, respectively, where mean annual air temperatures are below -5°C and ground temperatures are -2°C or colder, have experienced small changes in thermokarst lake extent. In the peat plateau located in the sporadic permafrost zone where the mean annual air temperature is around -3°C, and the ground temperature is close to 0°C, lake drainage and infilling with fen vegetation has been extensive and many new thermokarst lakes have formed. In a future progressively warmer and wetter climate permafrost degradation can cause significant impacts on landscape composition and greenhouse gas exchange also in areas with extensive peat plateaus, which presently still experience stable permafrost conditions.

Multi-temporal mapping of seagrass cover, species and biomass of the Eastern Banks, Moreton Bay, Australia, with links to shapefiles

The spatial and temporal dynamics of seagrasses have been studied from the leaf to patch (100 m**2) scales. However, landscape scale (> 100 km**2) seagrass population dynamics are unresolved in seagrass ecology. Previous remote sensing approaches have lacked the temporal or spatial resolution, or ecologically appropriate mapping, to fully address this issue. This paper presents a robust, semi-automated object-based image analysis approach for mapping dominant seagrass species, percentage cover and above ground biomass using a time series of field data and coincident high spatial resolution satellite imagery. The study area was a 142 km**2 shallow, clear water seagrass habitat (the Eastern Banks, Moreton Bay, Australia). Nine data sets acquired between 2004 and 2013 were used to create seagrass species and percentage cover maps through the integration of seagrass photo transect field data, and atmospherically and geometrically corrected high spatial resolution satellite image data (WorldView-2, IKONOS and Quickbird-2) using an object based image analysis approach. Biomass maps were derived using empirical models trained with in-situ above ground biomass data per seagrass species. Maps and summary plots identified inter- and intra-annual variation of seagrass species composition, percentage cover level and above ground biomass. The methods provide a rigorous approach for field and image data collection and pre-processing, a semi-automated approach to extract seagrass species and cover maps and assess accuracy, and the subsequent empirical modelling of seagrass biomass. The resultant maps provide a fundamental data set for understanding landscape scale seagrass dynamics in a shallow water environment. Our findings provide proof of concept for the use of time-series analysis of remotely sensed seagrass products for use in seagrass ecology and management.

Toward reduction of artifacts in fused images

Most fusion satellite image methodologies at pixel-level introduce false spatial details, i.e.artifacts, in the resulting fusedimages. In many cases, these artifacts appears because image fusion methods do not consider the differences in roughness or textural characteristics between different land covers. They only consider the digital values associated with single pixels. This effect increases as the spatial resolution image increases. To minimize this problem, we propose a new paradigm based on local measurements of the fractal dimension (FD). Fractal dimension maps (FDMs) are generated for each of the source images (panchromatic and each band of the multi-spectral images) with the box-counting algorithm and by applying a windowing process. The average of source image FDMs, previously indexed between 0 and 1, has been used for discrimination of different land covers present in satellite images. This paradigm has been applied through the fusion methodology based on the discrete wavelet transform (DWT), using the à trous algorithm (WAT). Two different scenes registered by optical sensors on board FORMOSAT-2 and IKONOS satellites were used to study the behaviour of the proposed methodology. The implementation of this approach, using the WAT method, allows adapting the fusion process to the roughness and shape of the regions present in the image to be fused. This improves the quality of the fusedimages and their classification results when compared with the original WAT method

Identificação de padrões de uso do solo urbano em São Paulo/SP utilizando parâmetros de variogramas.

As imagens de alta resolução espacial impulsionaram os estudos de Sensoriamento Remoto em ambientes urbanos, já que elas permitem uma melhor distinção dos elementos que compõem esse ambiente tão heterogêneo. Técnicas de Geoestatística são cada vez mais utilizadas em estudos de Sensoriamento Remoto e o variograma é uma importante ferramenta de análise geoestatística, pois permitem entender o comportamento espacial de uma variável regionalizada, neste caso, os níveis de cinza de uma imagem de satélite. O presente trabalho pretende avaliar a proposta metodológica que consiste em identificar padrões residenciais urbanos de três classes de uso e ocupação do solo por meio da análise dos valores apresentados pelos parâmetros, alcance, patamar e efeito pepita de um variograma. A hipótese é que os valores correspondentes a esses parâmetros representem o comportamento espectral padrão de cada classe e, portando, indicam que há um padrão na organização espacial de cada uma das classes. Para a presente pesquisa foram utilizadas imagem IKONOS 2002, e a classificação de uso e ocupação do solo da sub-bacia do córrego Bananal na bacia do Rio Cabuçu de Baixo em São Paulo SP. Amostras das imagens de cada classe foram extraídas e os valores de nível de cinza em cada pixel foram utilizados para calcular os variogramas. Após análise dos resultados obtidos, apenas o parâmetro alcance foi levado em consideração, pois é através desse parâmetro que se observa o grau de homogeneidade de cada amostra. Os valores de alcance obtidos nos cálculos dos variogramas identificaram com melhor precisão a classe Conjuntos Residenciais que é uma classe com padrões e características singulares, já a identificação das classes Ocupação Densa Regular e Ocupação Densa Irregular não obteve uma precisão boa, sendo que essas classes são similares em diversos aspectos.

Mapping and characterising subtropical estuarine landscapes using aerial photography and GIS for potential application in wildlife conservation and management

Coarse-resolution thematic maps derived from remotely sensed data and implemented in GIS play an important role in coastal and marine conservation, research and management. Here, we describe an approach for fine-resolution mapping of land-cover types using aerial photography and ancillary GIs and ground data in a large (100 x 35 km) subtropical estuarine system (Moreton Bay, Queensland, Australia). We have developed and implemented a classification scheme representing 24 coastal (subtidal, intertidal. mangrove, supratidal and terrestrial) cover types relevant to the ecology of estuarine animals, nekton and shorebirds. The accuracy of classifications of the intertidal and subtidal cover types, as indicated by the agreement between the mapped (predicted) and reference (ground) data, was 77-88%, depending on the zone and level of generalization required. The variability and spatial distribution of habitat mosaics (landscape types) across the mapped environment were assessed using K-means clustering and validated with Classification and Regression Tree models. Seven broad landscape types could be distinguished and ways of incorporating the information on landscape composition into site-specific conservation and field research are discussed. This research illustrates the importance and potential applications of fine-resolution mapping for conservation and management of estuarine habitats and their terrestrial and aquatic wildlife. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mud, algae or seagrass: An assessment of remote sensing techniques for mapping inter-tidal seagrass cover and composition in turbid tropical environments

Large areas of tropical sub- and inter-tidal seagrass beds occur in highly turbid environments and cannot be mapped through the water column. The purpose of this project was to determine if and how airborne and satellite imaging systems could be used to map inter-tidal seagrass properties along the wet-tropics coast in north Queensland, Australia. The work aimed to: (1) identify the minimum level of seagrass foliage cover that could be detected from airborne and satellite imagery; and (2) define the minimum detectable differences in seagrass foliage cover in exposed intertidal seagrass beds. High resolution spectral-reflectance data (2040 bands, 350 – 2500nm) were collected over 40cm diameter plots from 240 sites on Magnetic Island, Pallarenda Beach and Green Island in North Queensland at spring low tides in April 2006. The seagrass species sampled were: Thalassia hemprechii, Halophila ovalis, Halodule uninerivs; Syringodium isoetifolium, Cymodocea serrulata, and Cymodoea rotundata. Digital photos were captured for each plot and used to derive estimates of seagrass species cover, epiphytic growth, micro- and macro-algal cover, and substrate colour. Sediment samples were also collected and analysed to measure the concentration of Chlorophyll-a associated with benthic micro-algae. The field reflectance spectra were analysed in combination with their corresponding seagrass species foliage cover levels to establish the minimum foliage projective cover required for each seagrass to be significantly different from bare substrate and substrate with algal cover. This analysis was repeated with reflectance spectra resampled to the bandpass functions of Quickbird, Ikonos, SPOT 5 and Landsat 7 ETM. Preliminary results indicate that conservative minimum detectable seagrass cover levels across most the species sampled were between 30%- 35% on dark substrates. Further analysis of these results will be conducted to determine their separability and satellite images and to assess the effects epiphytes and algal cover.

High Formalism: The aerial view and the colour field

Laura Kurgan’s Monochrome Landscapes (2004), first exhibited in the Whitney Museum of American Art in New York City, consists of four oblong Cibachrome prints derived from digital files sourced from the commercial Ikonos and QuickBird satellites. The prints are ostensibly flat, depthless fields of white, green, blue, and yellow, yet the captions provided explain that the sites represented are related to contested military, industrial, and cartographic practices. In Kurgan’s account of Monochrome Landscapes she explains that it is in dialogue with another work from the Whitney by abstract artist Ellsworth Kelly. This article pursues the relationship between formalist abstraction and satellite imaging in order to demonstrate how formalist strategies aimed at producing an immediate retinal response are bound up with contemporary uses of digital information and the truth claims such information can be made to substantiate.

Diferentes produtos de sensoriamento remoto no mapeamento visual de drenagens e nascentes na microbacia hidrográfica do Ceveiro

O uso de imagens de satélite e fotografias aéreas são cada vez mais comuns na obtenção de dados sobre recursos ambientais, como os cursos d?água. Deste modo, o presente trabalho objetivou comparar três diferentes produtos de Sensoriamento Remoto no mapeamento visual de drenagens e nascentes: imagens do satélite SPOT/Ikonos, imagens do programa Google Earth® e fotografias aéreas, na Microbacia Hidrográfica do Córrego do Ceveiro (MHC), localizada em Piracicaba/SP. Utilizou-se rede de drenagem presente em cartas topográficas do IGC/SP, escala 1:10.000, como base para comparação. Foram analisados dois fatores: comprimento de drenagem (CD) e número de nascentes (NN), sendo as análises realizadas apenas em caráter quantitativo. Para o CD, o produto SPOT se mostrou mais semelhante às cartas 1:10.000, apresentando 1,43% acima do CD existente nas cartas. Para o NN, a fotografia aérea mostrou o coeficiente mais alto, sendo esse o produto analisado que apresentou maior equivalência com o valor das nascentes observadas nas cartas.