Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2015 |
| Autor(a) principal: |
Vinicius Etchebeur Medeiros Dória |
| Orientador(a): |
Antônio Miguel Vieira Monteiro,
Silvana Amaral Kampel |
| Banca de defesa: |
Cláudia Maria de Almeida,
Evlyn Márcia Leão de Moraes Novo,
Maria do Carmo Dias Bueno |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| Resumo em Inglês: |
The contemporary urbanization process in the Amazon region is expressed not only by structured cities and established villages, but also by other spatial forms of territory occupation generated by human activities. On the other hand, Metropolitan Regions experience various local urban growing processes that occur horizontally and vertically. Remote sensing data and geoinformation techniques have been used to describe and understand urbanization and colonization processes, and, particularly in recent years, they have been used to assist on the characterization of spatial population distribution in these urbanized areas and on population estimates. This work aims to identify the contribution of nighttime lights images from Operational Linescan System (OLS) and Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) for population estimates in the BR163-Sustainable Forest District (DFS-BR163), in the Brazilian Amazon, and the São Paulo Metropolitan Region (RMSP). Nighttime lights images and demographic data were organized to infer population counts and distribution, considering both regional and local scales. First, intercalibraton of OLS nighttime lights mosaic images and refinement of VIIRS nighttime lights mosaic image to remove noise and lights from ephemeral events were carried out. Then, a linear regression model explored the relationships between OLS nighttime lights mosaic images and population estimates in DFS-BR163, in 2000, 2007 and 2010. At local and intraurban scale, Geographically Weighted Regression (GWR) was used to study VIIRS 2012 mosaic image and population distribution in the RMSP. The results from DFS-BR163 scale suggest that: (1) the OLS mosaic images intercalibration has to be adapted to the local conditions to guarantee consistent analysis of the time series; (2) the refinement of VIIRS nighttime lights mosaic image is essential to eliminate ephemeral sources and noises; (3) the VIIRS sensibility to identify and individualize human settlements of different intensities of human occupation highlights the potential of VIIRS images for spatial population distribution studies; (4) population estimates presented linear relationship for OLS mosaic images regressions and exponential relationship for VIIRS. Also, 67\% to 80\% of the population variability could be explained by nighttime lights images; the estimate errors were related to local characteristics of lit areas; and VIIRS estimate errors were substantially lower than OLS s. For the RMSP, GWR presented satisfactory estimates, with general error of 5\% for the observed population data, and the GWR coefficients were related to different urban occupation patterns in the RMSP. Lastly, this work indicates the potential of OLS and VIIRS nighttime lights data for population estimates at both regional and local scales, suggesting that these images could also be used as ancillary data for spatial distribution models and annual population estimates. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/11.24.11.20
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Resumo: |
O processo de urbanização na Amazônia contemporânea se expressa não somente nas cidades e vilas estabelecidas e estruturadas, mas também em outras formas de organização do espaço decorrentes de atividades humanas. Por sua vez, Regiões Metropolitanas experimentam variados processos locais de expansão urbana, com ocupações que ocorrem horizontal e verticalmente. Dados de sensoriamento remoto e técnicas de geoprocessamento têm sido utilizados para descrever e entender processos de urbanização e ocupação do território e, mais recentemente, para auxiliar na caracterização da distribuição espacial da população nestes territórios urbanizados e na estimativa do volume populacional. Este trabalho tem por objetivo avaliar a contribuição de imagens mosaico de luzes noturnas do \emph{Operational Linescan System} (OLS) e do \emph{Visible Infrared Imaging Radiometer Suite} (VIIRS) para estimativas de população, estudando as áreas do Distrito Florestal Sustentável da BR163 (DFS-BR163) na Amazônia Paraense, e a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Dados de luzes noturnas e dados demográficos foram sistematizados para inferir o quantitativo populacional e a distribuição da população em escalas regional e local. Realizou-se inicialmente a intercalibração das imagens mosaico de luzes do OLS e o refinamento da imagem mosaico de luzes do VIIRS. Para verificar a utilidade da série temporal dos mosaicos de luzes noturnas em estimativas de população, a técnica de regressão linear foi adotada para o DFS-BR163, na análise de imagens mosaico OLS de 2000, 2007 e 2010. A Regressão Geograficamente Ponderada (GWR) foi aplicada para imagem mosaico VIIRS 2012 em escala local e intraurbana na RMSP. Da análise dos resultados obtidos para a escala do DFS-BR163 pode-se afirmar que: (1) a intercalibração das imagens mosaico do OLS deve ser adaptada para as condições locais para garantir análises consistentes da série temporal; (2) o refinamento da imagem mosaico VIIRS é essencial para eliminar as luzes não associadas à presença de ocupação humana; (3) a capacidade do sensor VIIRS em identificar e individualizar áreas de diferentes intensidades de ocupação humana indica o potencial destas imagens para estudos de distribuição espacial da população; (4) os dados indicaram regressões com funções lineares, para os mosaicos do OLS, e exponencial, para o mosaico do VIIRS, sendo que de 67\% a 80\% da variabilidade observada nos quantitativos populacionais pôde ser explicada pelas imagens de luzes noturnas, os erros das estimativas são explicados por fatores locais das áreas iluminadas e as estimativas do VIIRS apresentaram erros significativamente menores do que as do OLS. Para a RMSP, constatou-se que a GWR apresentou estimativas populacionais satisfatórias, com erro geral de 5\% em relação à população observada, e os coeficientes da GWR mostraram-se associados a diferentes padrões de ocupação urbana na RMSP. Por fim, este trabalho indica o potencial do uso de dados de luzes noturnas do OLS e do VIIRS para estimativas de população nas escalas regional e local, podendo auxiliar os modelos de distribuição e de estimativa anual da população. |
