Abordagem multisensor aplicada ao monitoramento de florestas tropicais atingidas por incêndios em Roraima

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Haron Abrahim Magalhães Xaud
• Orientador(a): João Roberto dos Santos
• Banca de defesa: Antonio Roberto Formaggio, Luiz Eduardo Oliveira Cruz Aragão, Irving Foster Brown, Luciana Spinelli Araujo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: In this study we analyzed the degradation of tropical forests caused by forest fires of anthropogenic origin that have been affecting a region in the state of Roraima on a recurring and intense way. An inventory has been made of 50 sample plots (12.5 ha) located in the region called Arc of Fire, which are divided into 5 different levels of degradation by fire, from \textquotedblleft{areas not affected by}\textquotedblright to \textquotedblleft{areas affected 3 times by}\textquotedblright fires in less than 10 years: 1998 , 2003 and 2007. Different resulting vegetation covers (degraded forest) were inventoried, characterized, analyzed for their floristic and phytosociological aspects, and compared to areas not affected by the fires. In addition to field surveys, remote sensing techniques with different sensors (Landsat TM, ALOS / PALSAR and MODIS) with complementary characteristics (spectral, spatial and temporal resolutions) were tested for the development of a monitoring methodology in a multisensor approach, aimed to detecting areas affected by fires. Results showed rapid degradation mainly to the affected areas two to three times by fire, as well as a complex dynamic species over time. According to an increased recurrence of these events and their impacts, some indicators such as species richness (S), Shannon diversity (H´), basal area, and total height average tended to decrease, while the relative density, frequency and dominance of pioneer species increased. Areas of extreme forest degradation which were more intensely impacted have lost their forest characteristics and now resemble areas of secondary succession typical of clearcutting followed by rotations of itinerant slash and burn agriculture. Regarding alternative remote sensing employed, MODIS had higher efficiency for the detection of areas affected by fires in the study area, with complementary of Landsat TM images and textures derived from ALOS / PALSAR (HH). Using MOD-09 and MOD-13 it was found that it was possible to classify areas affected by the fire of 2003, while the MCD45A1 failed. The environment of object-based image analysis and feature space optimization were robust and flexible to support methodologies based on multisensor approach. The filtered NDVI time series (derived from MOD-13) proved to be a good alternative for conducting survey of burned areas for the study area, adding information that improved classifications in multisensor approach. Forest field surveys were essential for the characterization and confirmation of this mosaic of forest degradation in the study area as a result of recurrent wildfires.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/04.05.16.14

Este trabalho analisou a degradação de florestas tropicais causada por incêndios florestais de origem antrópica que vem acometendo uma região no Estado de Roraima de forma recorrente e intensa. Na região localizada no chamado Arco do Fogo no Estado, foram inventariadas 50 parcelas amostrais (12,5ha), divididas em 5 diferentes níveis de degradação por fogo, desde áreas não atingidas até áreas atingidas por 3 grandes incêndios em menos de 10 anos: 1998, 2003 e 2007. As diferentes coberturas vegetais resultantes (florestas degradadas) foram inventariadas, caracterizadas e analisadas quanto a seus aspectos florísticos e fitossociológicos e comparadas às áreas não atingidas pelos incêndios. Além dos levantamentos de campo foram testadas e utilizadas técnicas de sensoriamento remoto com sensores (Landsat/TM-ETM+, ALOS/PALSAR e Terra/MODIS) de características complementares quanto às resoluções espectrais, espaciais e temporais, visando o desenvolvimento de uma metodologia de monitoramento em abordagem multisensor para a detecção das áreas afetadas pelos incêndios. Os resultados revelaram a intensa degradação principalmente para as áreas atingidas de duas a três vezes por incêndios, bem como uma complexa dinâmica de espécies ao longo do tempo. De acordo com a maior recorrência destes eventos impactantes, alguns indicadores avaliados tais como, riqueza de espécies (S), diversidade de Shannon (H´), área basal, altura total média, tiveram tendência de redução, enquanto aumentaram: a densidade relativa, a frequência e a dominância de espécies pioneiras, principalmente de Cecropias. No extremo da degradação florestal as áreas mais intensamente impactadas perderam suas características florestais assemelhando-se a áreas de sucessão secundária típicas de corte raso seguido de rotações de agricultura itinerante de derruba e queima. Em relação às alternativas de sensoriamento remoto empregadas, as imagens MODIS foram eficientes para a detecção das áreas afetadas por incêndios na área de estudo, com complementaridade advinda das imagens Landsat TM ETM+ e das imagens texturas derivadas das imagens ALOS/PALSAR (HH). Utilizando produtos MOD-09 e MOD-13 foi verificado que foi possível classificar áreas atingidas pelo incêndio de 2003, enquanto o MCD45A1 não conseguiu. O ambiente de classificação orientado a objetos e técnicas de otimização na escolha de atributos para a classificação mostraram-se robustos e flexíveis para apoiarem metodologias baseadas em abordagem multisensor. A série temporal NDVI filtrada (derivada do MOD-13) revelou-se uma boa alternativa para a realização de levantamento de áreas queimadas para a área de estudo, adicionando informações que melhoraram as classificações em abordagem multisensor. Os levantamentos florestais de campo foram adequados para a caracterização e confirmação do mosaico de degradação florestal presente na área de estudo em consequência dos incêndios florestais recorrentes.