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INPE
DETECÇÃO DE TRAJETÓRIAS DE DEGRADAÇÃO FLORESTAL : OS EXEMPLOS DE SINOP (MT) E NOVO PROGRESSO (PA)
Maria Isabel Sobral Escada
INPE
Referências
• Pinheiro, T. F.; Escada, M. I. S.; Hostert, P.; Valeriano, D. de M. The forest degradation process in a new frontier of logging in the Amazon: the BR-163 region in southwestern Pará, Brazil. 2016. Earth Interactions.
• Pinheiro, T. F.; Padrões e Trajetórias de Degradação Florestal na Amazônia. Tese de doutorado CST/INPE. 2015.
• Azeredo, M.; Monteiro, A. M. V.; Escada, M. I. S.; Reis, K., Vinhas, L. Mineração de Trajetórias de Mudanças de Cobertura da Terra em Estudos de Degradação Florestal. Revista Brasileira de Cartografia. 2016
• Azeredo, M.; Monteiro, A. M. V.; Escada, M. I. S.; Reis, K., Vinhas, L. Mineração de Trajetórias de Mudanças de Cobertura da Terra em Estudos de Degradação Florestal. Tese de doutorado CST. 2017
• Capanema, V. Métodos Semiautomáticos para a Detecção de Padrões de intrnsidade de Degradação Florestal na Amazônia Mato-Grossense:Estudode caso em Sinop. Submetido a RBC
INPE
Definição de Degradação Florestal Utilizada
Processo de perda progressiva da cobertura florestal pelo efeito da exploração madeireira e de eventos de fogo florestal que não se qualifica como desmatamento (por corte raso) pelo PRODES. (baseada na definição do Degrad/Deter INPE, 2008)
• Conceito operacional: baseado no uso de imagens de SR
• Máscara temporal – corte raso: Prodes
• Estado da Floresta: Exploração Madeireira e Cicatriz de fogo florestal
• Causas naturais são excluídas
INPE4
Diferentes Padrões Espaciais
Manejada Convencional
Fonte: (Asner et al., 2004); Pinheiro, 2013
Proporção de clareiras e diferentes
arranjos espaciais
Padrões Espaciais relativos às Diferentes Intensidades de Degradação (TM/Landsat)
mo
de
rate
d
Aspectos Espaciais
INPE
Sinopema (MT)–Plano de Manejo –10/2017
INPE
Detecção por Sensoriamento Remoto: Efeito da escala
High Spatial - Quickbird
Resolution (1-4m)
Moderate Spatial TM/Landsat
Resolution (20-30m)Low Spatial - Modis
Resolution (>250m)
Pátios
trilhasClareiras
Fonte: Pinheiro, 2013
INPE
Composição
Cobertura mista composta por:
(1) Floresta
(2) Solo Exposto
(3) Regeneração
(4) Cicatriz de fogo florestal
Em diferentes proporções, podendo indicar intensidades distintas
Degradação Florestal- regrowth
INPE
Aspectos Temporais : Trajetórias de Degradação
• Dimensões (Azeredo, 2017)
• Temporal: instante inicial, instante final, e passo de tempo de análise;
• Descritiva: Comportamento ao longo do tempo: sequência de estados e rapidez
Trajetória refere-se às sucessivas transições de padrões de cobertura da terraobservadas ao longo do tempo (Mertens & Lambin 2000).
INPE
Aspectos Temporais : Trajetórias de Degradação
célula
Células agregam objetos na paisagem que, em conjunto, representam um padrão de
interesse
Padrão Descrição espacial Descrição dopadrão
Degradação florestal de intensidade leve
Pequenas manchas de floresta degradada,associadas as feições lineares
Padrão associado aextração de madeira de impacto reduzido
s
Padrões em células
INPE
Estudos de Trajetórias de Degradação Florestal
Estudos sobre trajetórias de degradação florestal são escassos.
Séries temporais curtas: Ex: 11 a 13 anos (Matricardi,
2005;2010), 5 anos (Asner, 2006).
Não permitem avaliar a dimensão temporal da degradação de
forma mais completa:
▪ Número de ciclos de extração e eventos de fogo;
▪ Recorrência de eventos de fogo florestal, exploração de madeira;
▪ A condição da floresta após a exploração ou fogo florestal;
▪ Tempo de abandono;
INPE
Detecção de Degradação: Número de ocorrências Degrad(INPE) 2008 a 2014.
Ocorrência
Células de 10 X 10 km
(Affonso, em preparação)
INPE
Áreas de degradação florestal mapeadas em 2015 pelo Degrad
N Progresso/Altamira
Sinop
INPE
Estudos de Trajetórias de Degradação Florestal
Séries temporais longas permitem responder a algumas questões:
• Quais são as trajetórias predominantes de degradação Florestal?
• Quanto tempo leva para que ocorra a completa remoção da floresta?
• Qual a frequência dos eventos de fogo e de exploração madeireira?
• Há variabilidade das trajetórias de degradação entre regiões?
INPE
Sinop, MTCena 226/68
Novo Progresso, PACena 227/65
Áreas de Estudo e Contextos de ocupação
Fronteira Madeireira Recente Final da década de 90 Perspectiva de asfaltamento da Br-163Fronteira em expansão
Fronteira Madeireira da década de 70 Ocupação consolidada em 2011Empresa Colonizadora Sinop S.AAgricultura de larga escala
(Pinheiro et al, em revisão)
INPE
Série Temporal
• 28 datas TM/Landasat de 1984 a 2011 – série temporal de 28 anos - Julho a setembro
• 227/65 Novo Progresso
• 226/68 Sinop
• Uso da Máscara de Desmatamento do Prodes 2000 a 2011;
• Geração de máscara 1984 a 2000 - Classificação Floresta/desmatamento - metodologia do Prodes.
(Pinheiro et al, em revisão)
INPE
Metodologia para o Mapeamento de Padrões Espaço Temporais de degradação Florestal
Pátios de estocagem, trilhas de arraste e estradas principais e secundárias.
(Pinheiro et al, em revisão)
INPE
Classificação Espectral de elementos relacionados com degradação Florestal
Máscara de corte raso (Prodes), não floresta
Aplicação do MLME (exploração seletiva)
Obtenção das imagens Índice DEGRADI
DEGRADI = G*(IS/IV)+Off
Fatiamento das imagens realçadas (limiar definido empiricamente)
Interpretação visual – Cicatriz de fogo
Trabalho de campo–mapeamento de afloramento rochoso
Imagem Landsat
Imagem Classificada
Capanema, 2017
INPE
Metodologia para o Mapeamento de Padrões Espaço Temporais de degradação Florestal
Pátios de estocagem, trilhas de arraste e estradas principais e secundárias.
1 km²
(Pinheiro et al, em revisão)
INPE
Definição de Padrões de Intensidade de Degradação Florestal
(Pinheiro et al, em revisão)
1. Definição do Tamanho das células
INPE(Pinheiro et al, em revisão)
Tipologia de Padrões de Degradação Florestal
Definição de Padrões de Intensidade de Degradação Florestal
INPE
Metodologia para o Mapeamento de Padrões Espaço Temporais de degradação Florestal
Pátios de estocagem, trilhas de arraste e estradas principais e secundárias.
1 km²
(Pinheiro et al, em revisão)
INPE
Mineração de dados para Classificação de Padrões com GeoDMA
28 mapas com células classificadas com intensidade de degradação Florestal
Classificação
Fonte: Pinheiro (2015)
CÉLULAS DE REFERÊNCIA
ÁRVORE DE DECISÃO
CA = área da classeNP = número de manchas ED = densidade de borda
CA
< 5,46 ≥ 5,46
CA
≥ 0,49< 0,49
Floresta LFD1
CA
< 44,72 ≥ 44,72
HFD2NP
< 26 ≥ 26
ED
< 132,40 ≥ 132,40
LFD2 MFD2
ED
< 132,40 ≥ 132,40
HFD1CA
< 11,03 ≥ 11,03
MFD1 MFD3
0,9
INPE
Metodologia para o Mapeamento de Padrões Espaço Temporais de degradação Florestal
Pátios de estocagem, trilhas de arraste e estradas principais e secundárias.
1 km²
(Pinheiro et al, em revisão)
INPE
ti ti+n tf
Persistência da floresta
Degradação/persistente
Corte raso
Trajetórias
Degradação/corte raso
Desmatamento até 1984
INPE
Dinâmica do Desmatamento e da Degradação Florestal
Sinop
Novo Progresso
INPE
Trajetórias de degradação Florestal
Sinop – 226/68 Extensão: 17.672km²
• Corte raso – 13%
• Floresta - 9%
• Desmatamento antes de 1984 –13 %
• Trajetórias de Degradação Florestal (65%)
• com Conversão p/ Corte Raso - 26%
• Persistência de Degradação - 39%
“O fogo não foi a principal causa da degradação da floresta (área), mas levou a níveis avançados de degradação florestal, em comparação com as práticas de exploração madeireira.”
INPE
Trajetórias de degradação Florestal: Novo Progresso
Novo Progresso – 227/65Extensão: 6.800 km²
• Corte raso – 20%
• Floresta - 52%
• Desmatamento antes de 1984 – 3 %
• Trajetórias de Degradação Florestal (21%)
• com Conversão p/ Corte Raso - 8%
• Persistência de Degradação - 13%
INPE
0
6000
12000
18000
Sinop Novo Progresso
Áre
a (K
m²)
Não mudança – Floresta
Trajetória de degradaçãopersistenteTrajetória de degradação comcorte rasoTrajetória de corte raso
Corte raso até 1984
Extensão anual de degradação florestal
0
500
1000
1500
2000
Exte
nsã
o a
nu
al (
km²)
Anos
Sinop
Novo Progresso
Sinop x Novo Progresso
INPE
60% 62%
40% 38%
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Sinop Novo Progresso
(%)
Are
a (K
m²)
Abandonment (Km²) Clear-cut (Km²) Abandonment (%) Clear-cut (%)
Trajetórias de Degradação: Conversão e Persistência
Persistência Conversão Persistência Conversão
INPE
Trajetórias de Degradação: Persistência
INPE
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Cu
mu
lati
ve
pro
po
rtio
n o
f a
rea
(%
)
Year
Sinop Novo Progresso
Trajetórias de Degradação : Conversão para Corte Raso
INPE
Trajetórias de Degradação : Análise das trajetórias com Conversão para Corte Raso
Sinop - 60% das trajetórias de degradação com corte raso são caracterizadas por múltiplos eventos de extração de madeira de baixa-moderada intensidade
12% das trajetórias de degradação florestal são convertidas logo após a
degradação inicial de intensidade baixa
Novo Progresso - 80% da trajetória de degradação com corte raso são caracterizadas por único evento de extração de madeira de baixa-moderada intensidade
INPE
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1nova antiga
• 1 evento de corte de madeira, seguido de abandono e corte raso.
• Não foi detectada recorrência de fogo florestal (uso de fogo na conversão)
• Tempo: 3 anos
• Ao menos 2 eventos de corte de madeira
• Processo pode estar associado ao fogo florestal (20%) , que ocorre após extração de madeira (88%)
• Quando ocorre fogo, ~90% vira corte raso
• Fogo é recorrente em 11% dos casos, mas tipicamente 1 evento de fogo associado a extração de madeira causa modificações estruturais suficientes para conversão da floresta
• Tempo: 8 anos
Fronteira em expansão Fronteira consolidada
Sinop x Novo Progresso
INPE
Extração e caracterização de padrões de trajetórias de degradação florestal implícitas em bases de dados temporais
• 27.800 células/ ano – 780.000 registros
• Redefinição de Padrões Comportamentais de trajetórias de objetos móveis. Redefinição: Mudança de estado
• Tipos
• Convergência
• Encontro
• Flock
• Liderança
• Detecção de anomalias
• Detecção de Inconsistência
(Azeredo, 2016; Azeredo et al. 2017;)
Caracterizado pelas n trajetórias de uma determinada vizinhança V, que possuem um conjunto de estados no instante t.
Caracterizado por um grupo de trajetóriasde uma determinada vizinhança V, que
possuem transições (inconsistentes).
INPE
INCONSISTÊNCIA
(Azeredo, 2016; Azeredo et al. 2017;)
INPE
INCONSISTÊNCIA
(Azeredo, 2016; Azeredo et al. 2017;)(Azeredo, 2016; Azeredo et al. 2017;)
INPE
ENCONTRO
Flona Jamanxin
(Azeredo, 2016; Azeredo et al. 2017;)
INPE
ENCONTRO
Flona Jamanxin
(Azeredo, 2016; Azeredo et al. 2017;)
