Modelagem dinâmica espacial de mudanças no uso do solo urbano: contribuição metodológica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A cartografia e o geoprocessamento como instrumento de análise das propostas de redefinição dos limites territoriais da Floresta Nacional do Jamanxim - Estado do Pará

Neste trabalho, categoriza-se o território a partir do ponto de vista relacional do poder e uso do espaço, fazendo referência ao manejo de uso múltiplo sustentável dos recursos naturais da Unidade de Conservação Floresta Nacional (FLONA) do Jamanxim. Criada por decreto presidencial de fevereiro de 2006 possui uma área de 1,3 milhão de hectares, no município de Novo Progresso, próxima à BR-163, ultimamente têm sido palco de batalha no qual está sendo pleiteada a sua (re) configuração territorial. De um lado alguns Atores Sociais com o apóio de políticos da região, objetiva permanecer ocupando 46% do total da área, propondo contornos territoriais através da formação de um mosaico de unidades de conservação na área que hoje é a FLONA. Do outro lado o Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade – ICMBIO que defende a permanência de toda área como Floresta Nacional, excluindo, no entanto, três das 13 regiões estudadas e avaliadas por Analistas deste instituto no ano de 2009. Este estudo objetiva analisar as proposta de redefinição territorial da FLONA, especificamente a viabilidade de implementação da mesma em cada uma das propostas, para tanto o trabalho utiliza-se da ferramenta do sensoriamento remoto, a fim de realizar mapeamento multitemporal da dinâmica de uso e ocupação do solo na Floresta Nacional de Jamanxim, com intuito de investigar a dinâmica de ocupação utilizada na área, evidenciando a convenção da Floresta em Antropismo nos anos de 1984, 1990, 2000 e 2009. O resultado indica que a FLONA do Jamanxim tem seu histórico de ocupação similarcom o restante da Região Amazônica, incentivados por programas de Colonização ofertados pelo Governo Federal, a população que reside em seu interior remonta as décadas de 70 e 80, as quais começam a usar a terra de forma a desmatar para implantar pecuária, garimpo, madeireiras e etc. A forma de ocupação territorial da área que hoje é a Floresta Nacional do Jamanxim indica que a batalha por redefinição territorial ou outras categorias de Unidade de Conservação menos restritivas será longínqua, enquanto existirem entraves por parte do órgão gestor (ICMBIO) em executar a plena gestão da FLONA do Jamanxim.

Unidades de relevo em zona costeira estuarina: municípios de Colares e Santo Antônio do Tauá

Este trabalho tem por objetivo identificar e discutir as unidades de relevo dos municípios de Colares e Santo Antônio do Tauá, Estado do Pará, Brasil. Apresenta como objeto de estudo a compartimentação do relevo. A área de estudada se localiza na parte oriental do Golfão Marajoara, porção nordeste da baía de Marajó, em um trecho tipicamente estuarino da zona costeira. A pesquisa foi realizada com base em revisão de literatura, levantamento cartográfico, tratamento, interpretação e vetorização de imagens orbitais e trabalhos de campo. Duas escalas de análise foram trabalhadas. A primeira escala referiu-se à Zona Costeira Amazônica (ZCA), caracterizada por ser uma costa baixa, predominantemente sedimentar, sujeita a regime de macromarés em sua maior parte e fortemente influenciada pelas descargas fluviais condicionadas pelo clima úmido. A formação regional desta costa deve-se às flutuações do nível relativo do mar, oscilações climáticas e à neotectônica, atuantes ao longo do Cenozóico Superior. A porção oriental do Golfão Marajoara é constituída pelo estuário do rio Pará, que se comporta como um tidal river ou estuário dominado por correntes fluviais, apesar da influência das marés. As descargas fluviais são o fator principal da hidrodinâmica estuarina, constituição sedimentar e organização da biota. Trata-se de um ambiente costeiro mais protegido da ação de ondas e da deriva litorânea, em comparação com o litoral atlântico do Nordeste do Pará. Na segunda escala de trabalho foram identificadas 8 unidades de relevo: leito estuarino arenoso; banco lamoso de intermaré; planície de maré lamosa; praia estuarina; cordão arenoso; planície aluvial sob influência de maré; planície aluvial; tabuleiro. Apenas a unidade do tabuleiro é considerada como relevo erosivo. A seguir, discutiu-se a distribuição espacial das unidades de relevo, que mostrou a presença de dois setores específicos. O setor 1, situado a oeste, é amplamente influenciado por marés, e nele predominam formas de relevo de acumulação, com destaque para as planícies aluviais sob influência de maré, que ocupam maior área, fato que revela um esquema de transição entre o domínio marinho e o flúviocontinental. As várzeas sucedem os mangues para o interior, à medida que diminui a influência da água salgada. O esquema básico de distribuição sedimentar é representado por areias de fundo de canal e lamas depositadas nas margens durante a maré baixa. As praias são reduzidas, o que se explica pela menor atuação de ondas, e pelo papel decisivo das correntes de maré e das vazantes na dinâmica costeira. Cordões arenosos localizados no interior da planície costeira são o testemunho da progradação da linha de costa. Neste setor, os tabuleiros encontramse muito fragmentados, em consequência da erosão e sedimentação por marés, canais e águas das chuvas. O setor 2, a leste, não sofre influência de marés, e apresenta um relevo menos compartimentado, com tabuleiros seccionados pela rede de drenagem. A dissecação fluvial forma vales com estreitas planícies aluviais, fato que revela uma superfície erosiva mais ampla.

Trajetórias tecnológicas e sistemas agrários: qualificação territorial utilizando geoprocessamento em Paragominas e Santarém/PA

A Amazônia tem sido observada principalmente por meio do fenômeno do desmatamento, utilizando recursos tradicionais do sensoriamento remoto como a quantificação de área desflorestada e seu posterior incremento anual, que parece se constituir em uma metodologia eficaz. Ratificando este raciocínio, constatei num levantamento de 16.591 multas aplicadas pelo IBAMA/PA no período de 2000 até 2008, que mais de 85,0% das autuações estavam relacionadas apenas à componente flora;e na jurisdição da Gerência do IBAMA em Santarém, oeste do Pará, em 2008, quase 60% das multas se deu por conta de desflorestamento, identificados via sensoriamento remoto. Ressalta-se que as análises de imagens de satélites por si só não definem elementos da superfície terrestre, contribuindo pouco para o entendimento e posterior intervenção da realidade. Nesse contexto, foram investigados e vetorizados 479 estabelecimentos rurais nas regiões de Paragominas e Santarém, estado do Pará, que possuem históricos de uso e ocupação distintos, qualificando-os segundo suas trajetórias tecnológicas prevalentes, na perspectiva apresentada por Costa, concretizando um importante passo para correção das distorções no desenvolvimento econômico, agregando informação ao dado de sensoriamento remoto. Aplicaram-se recursos geotecnológicos de métricas de paisagem, construíram-se banco de dados celular integrado com estatísticas e algoritmos de otimização probabilística, associando dados de classificação não supervisionada isodata (validadas com kappa= 0,87, classificação considerada“excelente”) com os tipos de produção coletados em campo, gerando uma classificação final "integrada"(kappa= 0,78, classificação “muito boa”). Na região de Paragominas, foram qualificadas 3 tipos de trajetórias tecnológicas, a camponesa T8 (domínio de culturas temporárias), a camponesa T3 e patronal T4 (especializadas em pecuária de corte). Em Santarém, revelaram-se 2 trajetórias, a camponesa T2 (forte presença de culturas permanentes, temporárias e sistemas agro florestais) e a patronal T7 (mutação da T4, aumentando a participação das culturas temporárias). A metodologia aplicada logrou êxito, espacializando as propriedades rurais segundo seus tipos de trajetórias tecnológicas e gerando classes de uso mais representativas, como cultura temporária e pastagem, mas que na classificação via sensoriamento remoto isodata é englobada pela classe “agropecuária”, possibilitando uma visão mais realista das atividades de produção desenvolvidas na área investigada, concretizando a geração de informações espaciais integrando dados de diferentes fontes e o aumento do poder de leitura do pixel.

Dinâmica no uso da terra de 1991 a 2010 da região semiárida do estado do Piauí: cajucultura e apicultura

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Aplicação de dados multisensor (SAR e ETM+) no reconhecimento de padrões de uso e ocupação do solo em costas tropicais: Costa Amazônica, Amapá, Brasil

Os estudos ambientais necessitam de informações sobre a cobertura e o uso da terra. Este trabalho apresenta a aplicação de dados de sensores remotos orbitais (óticos e de radares) na validação de padrões de uso e cobertura do solo na planície costeira amapaense para fins de mapeamento e reconhecimento da dinâmica natural e antrópica. Esta costa é submetida a uma dinâmica intensa devido à magnitude dos processos costeiros (marés-pororoca), sua localização geográfica, influenciada pelo rio Amazonas e pela Zona de Convergência Intertropical, e processos antrópicos associados à bubalinocultura. A análise foi realizada aplicando-se dados de satélite (JERS-1, RADARSAT-1, Landsat 7 e DEM do SRTM) digitalmente processados em abordagem multisensor, multiescala e multitemporal, correlacionada com dados pretéritos e informações de campo. A análise dos produtos gerados e dados colaterais permitiu distinguir oito padrões de uso e cobertura do solo: florestas de mangue, florestas de várzeas, campos arbustivos, áreas de vegetação campestre, campo antrópico, zona de intermaré, canal estuarino e lagos, além de feições morfológicas lineares associadas a estes padrões. Estas informações são importantes para o mapeamento dos ambientes costeiros e fundamentais para o reconhecimento da dinâmica na região.

Mapeamento de ambientes costeiros tropicais (Golfão Maranhense, Brasil) utilizando imagens de sensores remotos orbitais

Este trabalho apresenta os resultados do reconhecimento e mapeamento dos ambientes costeiros da região do Golfão Maranhense, Brasil, utilizando uma abordagem metodológica que incluiu: (a) análise integrada com base no processamento digital de imagens, ópticas Landsat-4 TM e SPOT-2 HRV, de imagens SAR (Synthetic Aperture Radar) do RADARSAT-1, e dados de elevação da SRTM (Shuttle Radar Topography Mission); (b) sistema de informações geográficas; e (c) levantamentos de campo relativos à geomorfologia, topografia e sedimentologia. Os ambientes costeiros, assim mapeados foram agrupados em quatro setores: Setor 1, com pântanos salinos, pântanos de água doce, lagos intermitentes e canal estuarino; Setor 2, abrangendo tabuleiro costeiro, planície de maré lamosa, planície fluvial, planície de maré arenosa, praias de macromaré, área construída e lagos artificiais; Setor 3, com manguezal, paleodunas e planície de maré mista; e Setor 4, constituído por dunas móveis. Além disso, foram também reconhecidos lagos perenes, deltas de maré vazante e planícies de supramaré arenosas. O processamento digital e a análise visual das imagens de sensores remotos orbitais, associados ao uso de sistemas de informações geográficas, mostraram-se eficazes no mapeamento de zonas costeiras tropicais, possibilitando a geração de produtos com boa acurácia e precisão cartográfica.

Mapas de variabilidade do potencial de produtividade obtidos por satélites como instrumentos auxiliares às decisões sobre o manejo de nematóides na cultura da soja

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mapeamento dos parâmetros florísticos e estruturais de floresta de mangue com dados LIDAR e SRTM

Este estudo apresenta a estimativa dos parâmetros florísticos e estruturais (determinação da espécie, altura, diâmetro a altura do Peito - DAP e biomassa) do mangue a partir de informações da superfície adquiridas remotamente com os sensores Laser Detection and Range (LIDAR), Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) e ortofotos na Ilha dos Guarás, conjunto de arquipélagos localizado a 30 km da desembocadura do rio amazonas. Para esse trabalho foram utilizadas informações do SRTM, LIDAR e fotografias aéreas processadas e ortorretificadas durante dois sobrevôos realizados entre o mês de julho e agosto de 2011. Com a ortofoto foi feito o mapa do reconhecimento de unidades geobotânicas que delimitou apenas a classe mangue. Em seguida, foi realizada a correção da altura elipsoidal para a altura ortométrica, onde a nuvem de pontos foi interpolada pelo método vizinho mais próximo, gerando Modelo Digital de Elevação (MDE) LIDAR (full points) com RMSE de 0,88 cm e por meio de uma linguagem macro foi estatisticamente separadas as informações do último pulso da superfície, conhecido também por ground points. Em seguida, os dados foram interpolados pelo método de krigeagem que gerou o valor de Modelo Digital de Superfície (MDS), o qual foi subtraído do MDE. Com base no Modelo Digital de Vegetação (MDV) foram definidos os sítios de coleta e selecionadas as árvores ascendentes, intermediárias e emergentes, porte no qual foi medido o DAP e altura. No total foram coletadas 212 amostras individuais de mangue e para assegurar o nível de acurácia do conjunto coletado, foi realizado o cálculo de RMSE entre as alturas do LIDAR e Campo, que resultou em RMSE= 1,10 m. Os modelos escolhidos para calibração LIDAR e altura de campo foi do tipo linear, com R² = 91% e RMSE= 0,98 cm e para calibração da DAP e altura de campo foi escolhido o modelo Logarítmico R² = 74,1%. Nos resultados da calibração do SRTM o modelo logarítmico também foi o mais adequado para a relação entre altura média e SRTM com R² = 91% e RMSE de 2,2 m e DAP Médio e SRTM, com R² = 88% e RMSE 2,2 cm. A partir de um inventário foi realizada a estimativa da biomassa por espécie por meio das equações alométricas de Fromard e posteriormente os resultados foram espacializados em forma de mapas com alto nível de detalhamento oriundo das informações LIDAR e SRTM corrigido e ortofotos.

Modelagem de dinâmica do uso da terra e cobertura vegetal na região de Santarém, oeste do Pará

A região de Santarém, na última década, apresentou um aumento da área de agricultura de grãos, em especial, arroz, milho e soja. Na base da estrutura fundiária da região, essa dinâmica tem concorrido para a concentração fundiária devido à substituição da pequena propriedade pela grande propriedade capitalizada. Políticas de ordenamento territorial criaram um mosaico de unidades com regras específicas de uso da terra, são unidades de conservação e diferentes modalidades de projetos de assentamentos. Este trabalho tem dois objetivos: estudar o processo de transformação da paisagem após a introdução da agricultura capitalizada de grãos e construir cenários de futuro que analisem alternativas para conter o desflorestamento e a concentração fundiária em curso. O estudo foi realizado utilizando técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, a partir de imagens Landsat 5 TM dos anos de 1999, 2004 e 2007. Técnicas de modelagem dinâmica foram empregadas para explorar cenários de futuro (2015) considerando regras de uso do território. Os resultados obtidos mostram que, até 2004, a maior parte da agricultura mecanizada foi implantada em áreas onde anteriormente eram ocupadas pela agropecuária familiar, pastagem e capoeira. Após 2004, a sua expansão se deu, principalmente, sobre áreas de floresta, em especial, dentro de projetos de assentamento. A análise das transições de uso, em diferentes modalidades de assentamento, demonstra que as regras de uso do território estabelecidas por medidas de ordenamento territorial não têm sido seguidas em muitos casos. Este trabalho apresentou como principal contribuição metodológica a incorporação de questões institucionais relacionadas à estrutura fundiária na análise de transformação da paisagem e construção de cenários. Os resultados mostram que tal abordagem é essencial para entender os processos de transformação correntes à região em questão.

Cartografia da vulnerabilidade socioambiental: convergências e divergências a partir de algumas experiências em Portugal e no Brasil

In this study we intent to contextualize the topic environmental vulnerability on the world stage, highlighting similarities and differences in their conceptions in Portugal and Brazil. In the literature about the vulnerability is already established the contribution of Geotechnologies, especially the Systems of Remote Sensing and Orbital Imaging as well as Geographic Information Systems (GIS) and its potential for modelling physical and socioeconomic aspects for the prevention, mitigation and facing risk manifestations, whether natural, technological or mixed. This paper aims to discuss the methodological framework of vulnerability studies and the results of application in the modelling of socioeconomic and environmental data in the context of the Region Centre of Portugal and the State of Sao Paulo, Brazil. The methodology for analysing the vulnerability of these regions was based on quantitative studies of the capacity of resistance and resilience of populations and territories. The results were consistent with the socio-environmental realities of the study areas and reflect the complexity of facing and recovery of risk situations in case of territories and populations under low economic conditions and urban infrastructure, whether in Brazil and Portugal.

Cyanobacteria detection in Guarapiranga Reservoir (São Paulo State, Brazil) using Landsat TM and ETM+ images

Algae bloom is one of the major consequences of the eutrophication of aquatic systems, including algae capable of producing toxic substances. Among these are several species of cyanobacteria, also known as blue-green algae, that have the capacity to adapt themselves to changes in the water column. Thus, the horizontal distribution of cyanobacteria harmful algae blooms (CHABs) is essential, not only to the environment, but also for public health. The use of remote sensing techniques for mapping CHABs has been explored by means of bio-optical modeling of phycocyanin (PC), a unique inland waters cyanobacteria pigment. However, due to the small number of sensors with a spectral band of the PC absorption feature, it is difficult to develop semi-analytical models. This study evaluated the use of an empirical model to identify CHABs using TM and ETM+ sensors aboard Landsat 5 and 7 satellites. Five images were acquired for applying the model. Besides the images, data was also collected in the Guarapiranga Reservoir, in São Paulo Metropolitan Region, regarding the cyanobacteria cell count (cells/mL), which was used as an indicator of CHABs biomass. When model values were analyzed excluding calibration factors for temperate lakes, they showed a medium correlation (R²=0.81, p=0.036), while when the factors were included the model showed a high correlation (R²=0.96, p=0.003) to the cyanobacteria cell count. The empirical model analyzed proved useful as an important tool for policy makers, since it provided information regarding the horizontal distribution of CHABs which could not be acquired from traditional monitoring techniques.

Imagens hiperespectrais no monitoramento da nutrição em citros

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Emprego de imageamento passivo na análise da variabilidade espacial da turbidez no espelho d'água do Lago Paranoá, Distrito Federal

The water has an important role in human society, especially in Brazil. Its uses are multiple, including supply, energy production, recreation and others. The National Policy for Water Resources (Law No 9.433/97) states in its articles the importance of water use in accordance to their multiple uses, prioritizing the supply for humans and animals. In this approach, it is important to consider the physical and chemical quality of water to meet these demands, scope of the legal framework applied to the Brazilian water bodies according to their main uses, in order to guarantee the water quality compatible with the most demanding uses and to reduce the costs of pollution control through ongoing preventive actions. Among the various parameters that seek to analyze the physical and chemical quality of water it is intended to understand the spatial distribution of turbidity in the lake's surface, since the variation of the components that alter this parameter can be detected by means of passive remote sensing. The application of the Linear spectral mixture model allowed, satisfactorily, the identification of turbidity spatial distribution patterns in the lake.

Large-Scale Water Productivity Assessments with MODIS Images in a Changing Semi-Arid Environment: A Brazilian Case Study

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