Inland lakes are important resources to humans, while the eutrophication effect caused by an overload of nutrients is a significant problem. This study focuses on utilizing the satellite remote sensing to monitor the water quality of Lake Simcoe, Ontario, Canada, which has been suffering from the overload of Total Phosphorus (TP) and therefore eutrophication for decades. The data employed in this study includes 22 cloud-free Landsat 5 TM images, as well as the nearly simultaneous in-situ data from 15 observation stations on the lake. Compared to the generally used model, an improved model is developed in this study to estimate the Secchi Disk Transparency (SDT), a parameter for water clarity measurements, using the TM images. Models based on different band combinations are compared to estimate the chlorophyll-a (chl-a) concentration. The results of these estimations are validated using the in-situ data by the linear regression analysis, and the accuracies are measured by the correlation coefficients R2. The results reveal that the improved SDT model provides higher prediction accuracies than the general model when applied to 68.2% (15 out of 22) of the images. The majority of the SDT predictions show high R2, whereas some of the estimated chl-a concentrations have weak relationships with the in-situ data. The possible reasons for this are the geo-location of stations, as well as the influences of chl-a and Dissolved Organic Carbon (DOC). The resultant concentration maps indicate that the eutrophic water is normally distributed at the near-shore areas and the northeastern part of Lake Simcoe. In addition, the southern Cook’s Bay has always been suffering from an extremely serious water quality problem even until now. Meanwhile, the water quality of the southwestern part of Lake Simcoe is much better than the other parts of this lake. The results also show that the water quality of Lake Simcoe was at its worst in August and September for the past 22 years while it was much better in the other sampling seasons. According to the trend of the monthly averaged SDT, on an overall scale, the SDT dropped from 1980 to 1982 and then kept relatively stable until the fall of 1992, followed by a gradual increase until 2000, and then stayed constant until the summer of 2008. The chl-a concentration reveals an inverse trend, i.e., the higher the chl-a concentration, the more turbid the water.

Inland lakes are important resources to humans, while the eutrophication effect caused by an overload of nutrients is a significant problem. This study focuses on utilizing the satellite remote sensing to monitor the water quality of Lake Simcoe, Ontario, Canada, which has been suffering from the overload of Total Phosphorus (TP) and therefore eutrophication for decades. The data employed in this study includes 22 cloud-free Landsat 5 TM images, as well as the nearly simultaneous in-situ data from 15 observation stations on the lake. Compared to the generally used model, an improved model is developed in this study to estimate the Secchi Disk Transparency (SDT), a parameter for water clarity measurements, using the TM images. Models based on different band combinations are compared to estimate the chlorophyll-a (chl-a) concentration. The results of these estimations are validated using the in-situ data by the linear regression analysis, and the accuracies are measured by the correlation coefficients R2. The results reveal that the improved SDT model provides higher prediction accuracies than the general model when applied to 68.2% (15 out of 22) of the images. The majority of the SDT predictions show high R2, whereas some of the estimated chl-a concentrations have weak relationships with the in-situ data. The possible reasons for this are the geo-location of stations, as well as the influences of chl-a and Dissolved Organic Carbon (DOC). The resultant concentration maps indicate that the eutrophic water is normally distributed at the near-shore areas and the northeastern part of Lake Simcoe. In addition, the southern Cook’s Bay has always been suffering from an extremely serious water quality problem even until now. Meanwhile, the water quality of the southwestern part of Lake Simcoe is much better than the other parts of this lake. The results also show that the water quality of Lake Simcoe was at its worst in August and September for the past 22 years while it was much better in the other sampling seasons. According to the trend of the monthly averaged SDT, on an overall scale, the SDT dropped from 1980 to 1982 and then kept relatively stable until the fall of 1992, followed by a gradual increase until 2000, and then stayed constant until the summer of 2008. The chl-a concentration reveals an inverse trend, i.e., the higher the chl-a concentration, the more turbid the water.

The constant analysis of the condition of ciliary vegetation is fundamental in the management and conservation of natural resources as well as in the maintenance of local biodiversity. The main objective of this study is to detect and analyze the changes of vegetation cover of riparian areas in the Rio Vacacaí Mirim basin, in the state of Rio Grande do Sul, using the technique of Radiometric Rotation Controlled by Axis of Non-Change (RCEN). The RCEN technique allows the control of the digital algorithm of the detection of these changes, through the radiometric rotation of the multitemporal image and band of the visible spectrum, generating an image detection of these changes. In this study, images from the remote sensor Thematic Mapper - Landsat 5 were used to visualize and obtain information from research areas and GIS to perform RCEN procedures and image visualization. At work, pairs of images were analyzed, between the years of 2001 and 2011, in periods of 5 to 10 years, allowing the analysis of these changes over time. The resulting detection images, after statistical analysis, were categorized into three classes: degradation, preservation and recovery of vegetation cover. These results are based on the values of the pixels analyzed in each of the studied scenes: in the areas of degradation the pixels present themselves with positive (clearer) values, in the preservation areas the pixels present themselves with values close to zero and in the recovery areas present negative (darker) values. The analysis of the resulting cartographic material allowed a broader and more detailed view of the change of the scene along the Vacacaí Mirim basin, resulting from the impact of the anthropic actions suffered and the new landscape of soybean cultivation, replacing the bovine farming areas. In the study it was verified how much the basin was degraded during 10 years, but in the analysis of the drainage along the same approximately 30% of the same one was in stage of conservation and regeneration. Increasingly, the need for studies, monitoring and inspection of riparian areas, so important in maintaining the aquatic ecosystem, availability and quality of water and preservation of biodiversity, as a consequence, with the mandatory registration of all rural owners in the Environmental Registry Rural, demonstrating the importance of research. / A análise constante da condição das vegetações ciliares é fundamental na gestão e conservação dos recursos naturais assim como na manutenção da biodiversidade local. O objetivo principal desse estudo é detectar e analisar as mudanças de cobertura vegetal de áreas ciliares na bacia do Rio Vacacaí Mirim, no estado do Rio Grande do Sul utilizando a técnica de Rotação Radiométrica Controlada por Eixo de Não Mudança (RCEN). A técnica RCEN permite o controle do algoritmo digital da detecção dessas mudanças, através da rotação radiométrica da imagem multitemporal e banda do espectro visível, gerando uma imagem detecção dessas mudanças. Neste estudo foram utilizadas imagens do sensor remoto Thematic Mapper - Landsat 5, para visualização e obtenção de informações das áreas de pesquisa e SIG para realização dos procedimentos da técnica RCEN e visualização das imagens detecção de mudanças. No trabalho, pares de imagens foram analisados, compreendidos entre os anos de 2001 e 2011, em períodos de 5 a 10 anos, possibilitando a análise dessas mudanças ao longo do tempo. As imagens detecção resultantes, após análises estatísticas, foram categorizadas em três classes: degradação, preservação e recuperação da cobertura vegetal. Estes resultados se baseiam nos valores dos pixels analisados em cada uma das cenas estudadas: nas áreas de degradação os pixels se apresentam com valores positivos (mais claros), nas áreas de preservação os pixels se apresentam com valores próximos a zero e nas áreas de recuperação, apresentam valores negativos (mais escuros). A análise do material cartográfico resultante, possibilitou uma visão mais ampla e detalhada da mudança da cena ao longo da bacia do Vacacaí Mirim, através do resultado do impacto das ações antrópicas sofridas e da nova paisagem de cultivo da soja em substituição a áreas de bovinocultura. No estudo verificou-se o quanto a bacia foi degradada ao longo de 10 anos, porém, na análise da drenagem ao longo da mesma aproximadamente 30% da mesma encontrou-se em estágio de conservação e regeneração. A cada dia aumenta a necessidade de estudos, monitoramento e fiscalização de áreas ciliares, tão importantes na manutenção do ecossistema aquático, da disponibilidade e qualidade da água e preservação da biodiversidade, consequentemente, com a obrigatoriedade da inscrição de todos os proprietários rurais no Cadastro Ambiental Rural, demonstrando a importância da pesquisa.

Aquatic vegetation plays an important role in the ecological interactions and processes within a water body. However, the presence of the invasive exotic aquatic plant species, waterhyacinth [Eichhornia crassipes (Mart.) Solms], negatively affects those interactions as well as interfering with water use for recreation and navigation. An implemented management plan for waterhyacinth control relies on the use of herbicides. Efficacy is commonly assessed using visual injury and control ratings as well as estimating biomass. The problem is that those approaches are labor intensive only assessing single points throughout the entire water body. Therefore, technology like remote sensing, which is the focus of this research, is recommended as an additional tool to assess implemented management plans. Studies were conducted in a mesocosm research facility to evaluate the relationship between simulated spectral bands 3, 4, 5, and 7 Landsat 5 TM and waterhyacinth treated with the herbicides imazapyr and glyphosate. Results indicate that injury is better detected and predicted with band 4 and that relationship is negative when either herbicide was used. However, prediction is better when plants have developed sufficient injury to influence the spectral response of band 4. In the second study, the biomass of waterhyacinth was estimated using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) using simulated data from Landsat 5 TM. This study was conducted over natural populations of waterhyacinth in Lakes Columbus and Aberdeen, MS over two growing seasons. Results indicate that the use of NDVI alone is a weak predictor of biomass; however, its combination with morphometric parameters like leaf area index enhanced predictive capabilities.In order to assess field herbicide treatments for waterhyacinth control and its consequent impact on native aquatic vegetation, lake-wide surveys were performed in Lake Columbus, MS using a point-intercept method. The herbicide assessed was 2,4-D which was applied aerially and by boats. Point-intercept surveys in a 400 by 400 grid of points aided with global positioning system (GPS) were performed before and after herbicide treatments. Obtained results indicate that the frequency of occurrence of waterhyacinth significantly decreased after herbicide treatments which consequently led to the reestablishment of native aquatic vegetation on the system.

Remote sensing is a very effective way for obtaining earth surface information due to its wide area coverage and low cost. This paper aims to map and estimate the components of the Radiation Balance (Albedo, Normalized Difference Vegetation Index, Surface Temperature) and Energy Balance (Net Radiation, Soil Heat Flux, Sensible Heat Flux and Latent Heat Flux) through the sensor Thematic Mapper coupled to the Landsat-5, collected through the Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, combined with a digital elevation model with altitude information. The components were obtained from the Radiation and Energy Balance performed by the SEBAL/METRIC algorithm, with information obtained from two data collection platforms (Xingó-AL and Poço Redondo-SE). The covered region has an area of approximately 1342 square kilometers and includes the municipalities of Monteirópolis, Palestina, Pão de Açúcar, Piranhas and São José da Tapera, Alagoas, and the cities of Canindé do São Francisco, Poço Redondo and Porto da Folha in the state of Sergipe. The images collected corresponded to the passage of TM/Landsat-5 on said area at 9 h 30 min (Solar time) of October 17, 1999 (day 290 in the Julian calendar), October 06, 2001 (day 279 in Julian calendar) and December 7, 2006 (day 341 in the Julian calendar) in orbit 214 and point 67. The first parameter obtained, the albedo, has increased by approximately 3% in the surface over the seven years analyzed, caused due to loss in vegetation cover, analyzed by the NDVI, this loss led to an increase in surface temperature by about 4°C. Due to the large extent and depth of the Lower São Francisco which has ability to retain a lot of energy, the values of the radiation balance were more than to 675 W.m-2, and the areas with exposed soil were below the 475 W.m-2. The ground heat flux was increased gradually, ranging from about 10 W.m-2 in five years, with predominance of 96 W.m-2 on 07/12/2006. Sensible Heat Flux, a parameter to be very sensitive to rainfall, had an increase of 100 W.m-2 in the first two years and a decay of 50 W.m-2 in five years later. In regions without vegetation cover flow values sensible heat exceeded 630 W.m-2. The latent heat flux has values opposed to sensible heat flux in regions without vegetation cover, where the values obtained were under 70 W.m-2 and the São Francisco river values are above 630 W.m-2. The values suffered interference in the recorded rainfall values for the days prior to 17/10/1999 and 06/12/2006 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O sensoriamento remoto é um meio bastante eficaz para obtenção de informações da superfície terrestre devido a sua grande área de cobertura e baixo custo. O presente trabalho visa mapear e estimar as componentes do Balanço de Radiação (albedo, Índice de Vegetação da Diferença Normalizada e Temperatura de Superfície) e do Balanço de Energia (Saldo de Radiação, Fluxo de Calor no Solo, Fluxo de Calor Sensível e Fluxo de Calor Latente) por meio de imagens do sensor Thematic Mapper a bordo do satélite Landsat 5, combinadas com um modelo de elevação digital com informações altimétricas. A obtenção dos componentes dos balanços de radiação e energia foi realizada por meio do algoritmo SEBAL/METRIC,complementadas com informações obtidas em duas plataformas de coleta de dados (Xingó-AL e Poço Redondo-SE). A região abordada tem uma área de aproximadamente 1342 Km² e contempla os municípios de Monteirópolis, Palestina, Pão de Açúcar, Piranhas e São José da Tapera no estado de Alagoas, e os municípios de Canindé de São Francisco, Poço Redondo e Porto da Folha no estado de Sergipe. As imagens coletadas correspondem à passagem do Landsat 5 sobre a referida área às 9 h 30 min. (tempo local) dos dias 17 de outubro de 1999, 06 de outubro de 2001 e 07 de dezembro de 2006 na órbita 214 e ponto 67. A primeira variável obtida, o albedo, sofreu um aumento de aproximadamente 3% na superfície terrestre ao longo dos sete anos analisados, ocasionado devido a perda na cobertura de vegetação, analisado por meio do IVDN. Essa perda acarretou um aumento na Temperatura de Superfície em cerca de 4ºC. Devido a grande extensão e profundidade do Baixo São Francisco, o qual tem capacidade de reter bastante energia, os valores do Saldo de Radiação foram superiores a 675W.m-2, e as áreas com solo exposto ficassem abaixo dos 475 W.m-2. O Fluxo de Calor no Solo sofreu um aumento gradativo, variando cerca de 10 W.m-2 nos cinco anos, com predominância de 96 W.m-2 em 07/12/2006. O Fluxo de Calor Sensível, por ser um parâmetro bastante sensível a precipitação pluviométrica, teve um aumento de 100 W.m-2 nos dois primeiros anos e um decaimento de 50 W.m-2 nos cinco anos posteriores. Em regiões sem cobertura de vegetação os valores do fluxo de calor sensível excederam os 630 W.m-2. O Fluxo de Calor Latente apresentou valores opostos ao fluxo de calor sensível, e nas regiões sem cobertura de vegetação foram obtidos valores abaixo de 70 W.m-2 e no leito do rio São Francisco os valores são acima de 630 W.m-2. Os valores obtidos sofreram interferência do registro de chuva, para os dias anteriores a 17/10/1999 e 06/12/2006

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T14:12:37Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Cassia Rosin.pdf: 1981747 bytes, checksum: 255846d68f24309d20764dc0e60fdd9f (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T16:03:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Cassia Rosin.pdf: 1981747 bytes, checksum: 255846d68f24309d20764dc0e60fdd9f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T16:03:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Cassia Rosin.pdf: 1981747 bytes, checksum: 255846d68f24309d20764dc0e60fdd9f (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CAPES / O Cerrado mato-grossense sofreu intensivo processo de desmatamento a partir dos anos 60, por iniciativas do Governo Federal aliado a interesses internacionais que visavam o desenvolvimento da agricultura nessa região. Estimativas atuais indicam a existência de um remanescente de apenas 55% de Cerrado, porém, a fronteira agrícola continua em expansão, comprometendo estas áreas que ainda se encontram preservadas. Grande parte dos resultados encontrados na literatura sobre os efeitos da remoção da vegetação são referentes a florestas tropicais e ainda para bacias hidrográficas inferiores a 1 km². Para a Floresta Amazônica, foram realizados diversos estudos sobre o desmatamento. No entanto, há carência de estudos sobre os efeitos da transformação do Cerrado em paisagem agropastoril. Portanto, o presente trabalho visa correlacionar a mudança da cobertura do solo com a variação temporal da precipitação e vazão na bacia do Rio das Mortes. Para avaliar possíveis alterações hidrológicas, foram utilizadas series de precipitação e vazão de médias, máximas e mínimas diárias mensais e anuais dos períodos seco e chuvoso, para as quais realizou-se a análise de tendência de Mann-Kendall. De posse das series diárias mensais dos dados pluviométricos e fluviométricos, foram preparadas as médias decadais consecutivas, as quais foram apresentadas em gráficos bloxplot e as médias entre os três períodos (1975 a 1984; 1985 a 1994; e 1995 a 2004) foram comparadas pelo teste t-student. Para avaliação da cobertura do solo foram utilizadas imagens de 12 orbitas-pontos do satélite Landsat 5 sensor TM, com intervalo decadal, no período de 1984, 1994 e 2004. As imagens foram pré-processadas e classificadas pelo algoritmo vizinho mais próximo. As análises de tendências de Mann-Kendall para as séries temporais pluviométricas foram pouco expressivas resultando em apenas 11% das séries com tendências significativas, sugerindo que sistema climatológico local depende muito pouco da evaporação da superfície da área. As análises de tendências de Mann-Kendall para as séries temporais fluviométricas apresentaram tendências tanto negativas como positivas. A estação cujas análises apresentaram em todas as séries tendência negativa, demonstra forte conexão em relação ao tipo de uso e sobre-exploração dos recursos hídricos. Já nas estações que apresentaram tendência de aumento, podemos notar que o tipo de uso e as caraterísticas físicas do solo influenciam a dinâmica hídrica na bacia. Analisando as áreas de vegetação nativa da Bacia do Rio das Mortes, verifica-se que houve uma redução das mesmas nos anos de 1984, 1994 e 2004, as quais correspondem, respectivamente, a 79%, 71% e 57% da área. Enquanto as classes que expressam uso antrópico em 1984 ocupavam 21% da bacia e em 2004 passaram a ocupar 43% da área da bacia do Rio das Mortes. A redução da vegetação nativa e aumento das classes de uso antrópico se deu de forma mais intensa na região do Alto Rio das Mortes, resultando em alteração da vazão que apresentou redução de fluxo em função da sobre-exploração. Porem a analise das estações pluviométricas evidencia grande variabilidade na precipitação, o que sugere que o sistema climatológico local possa ter maior dependência dos padrões de circulação atmosféricos que da evaporação da superfície da área. / The Mato Grosso Cerrado suffered intensive deforestation process from the 60s, by Federal Government initiatives combined with international interests aimed at the development of agriculture in this region. Current estimates indicate that there is a remnant of only 55% of Cerrado, however, the agricultural frontier continues to expand, committing these areas that are still preserved. Much of the results found in the literature on the effects of vegetation removal are for tropical forests and watersheds yet for less than 1 km². To the Amazon rainforest, were conducted several studies on deforestation. However, there are few studies on the effects of the transformation of the Cerrado in agropastoral landscape. Therefore, this study intends to correlate the change of land cover with the temporal variation of precipitation and flow in the Rio das Mortes. To evaluate possible hydrological changes were used series of precipitation and flow averages, monthly and annual daily maximum and minimum of dry and wet periods, for which there was the Mann-Kendall trend analysis. Having the monthly series of daily rainfall and runoff data were prepared averages consecutive decadal, which were presented in bloxplot graphics and the average of the three periods (1975-1984, 1985-1994, and 1995-2004) were compared by Student's t-test. For assessment of land cover were used images of 12-point orbits of Landsat 5 TM sensor, with decadal interval, from 1984, 1994 and 2004. The images were pre-processed and classified by the nearest neighbor algorithm. Analysis Mann-Kendall trends for rainfall was insignificant time series resulting in only 11% of the series with significant trends suggesting that the local climatological system depends very little evaporation of surface area. Analyses of Mann-Kendall trend for fluviometric time series presented both negative and positive trends. The station whose analyzes presented in all negative trend series shows strong connection with the type of use and over-exploitation of water resources. Already in the stations showed an increasing trend, we note that the type of use and the physical characteristics of the soil influence the water dynamics in the basin. Analyzing the areas of native vegetation of the Rio das Mortes Basin, it appears that there was a reduction of the same in 1984, 1994 and 2004, which correspond, respectively, to 79%, 71% and 57% of the area. While the classes expressing anthropic use in 1984 occupied 21% of the basin and in 2004 came to occupy 43% of the basin area of Rio das Mortes. The reduction of native vegetation and increased anthropogenic use classes occurred more intensely in the Upper Rio das Mortes region, resulting in change of flow that decreased flow due to the over-exploitation. However, analysis of rainfall stations shows great variability in the precipitation, which suggests that local climatological system can be increased reliance on air flow patterns that the evaporation surface area.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:55:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenriqueRD_DISSERT.pdf: 2642675 bytes, checksum: dc5266cdb82cb1eb696b408a316b8e91 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The processes of occupation and evolution of natural environments as a result of a disorderly process of implementing economic practices agrosilvopastoris play today an important role in the degradation process of changing the landscape and natural resources of the semiarid Northeast. The Serra de Santana has natural elements important to the state of Rio Grande do Norte as the source of the Potengi. Therefore, this study aimed to analyze the degree of degradation in the municipality of Cerro Cora - RN. We used satellite images Landsat-5 and census data for the year 2008. The method made use of geotechnology which includes land use, NDVI, rainfall, livestock and erodibility in the evaluation of environmental degradation, as well as satellite images of Landsat TM-5, in the years 1984, 1995 and 2008, letters of NDVI, census data regarding the socioeconomic obtained from IBGE. The results showed that the absolute majority in the municipality of Cerro Cora has a low to medium susceptibility, which together represent 63.92% of the municipality, with a regression of disturbed areas and the areas of agriculture, and a recovery of the areas of Caatinga , coming to occupy currently 92% of the municipal territory. A Geographic Information System is indispensable to environmental monitoring of Cerro Cora / RN / Os processos de ocupa??o e evolu??o dos ambientes naturais em decorr?ncia de um processo desordenado de implementa??o de pr?ticas econ?micas agrosilvopastoris, desempenham at? hoje um papel determinante de degrada??o no processo de mudan?a da paisagem e dos recursos naturais do Semi?rido Brasileiro. A Serra de Santana apresenta elementos naturais importantes para o estado do Rio Grande do Norte como a nascente do rio Potengi. Para tanto, o presente trabalho teve como objetivo analisar o grau de degrada??o no munic?pio de Cerro Cor? - RN. Foram utilizadas imagens de sat?lite Landsat-5 e dados censit?rios referentes ao ano de 2008. Como m?todo fez-se uso de geotecnologias que contemplam uso do solo, NDVI, precipita??o, pecu?ria e erodibilidade na avalia??o da degrada??o ambiental, bem como imagens do sat?lite Landsat TM-5, nos anos de 1984, 1995 e 2008, cartas de NDVI, dados censit?rio referentes ? dados socioecon?micos obtidos no IBGE. Os resultados mostraram que em sua maioria absoluta o munic?pio de Cerro Cor? apresenta uma susceptibilidade de baixa ? m?dia, que juntos representam 63,92% do munic?pio, havendo uma regress?o das ?reas antropizadas e das ?reas de agricultura, e uma recupera??o das ?reas de Caatinga, chegando esta a ocupar atualmente 92% do territ?rio municipal. Um sistema de informa??o Geogr?fica torna-se indispens?vel no monitoramento ambiental de Cerro Cor?/RN

Submitted by Luiza Maria Pereira de Oliveira (luiza.oliveira@ufpe.br) on 2015-05-18T13:25:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Celia Cristina Clemente Machado.pdf: 7869413 bytes, checksum: 1d8a85b8d2e9123615ded2ce3823088b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-18T13:25:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Celia Cristina Clemente Machado.pdf: 7869413 bytes, checksum: 1d8a85b8d2e9123615ded2ce3823088b (MD5) Previous issue date: 2014-12-09 / CNPq / O Parque Nacional do Catimbau (PNC), Pernambuco - Brasil, até o momento da finalização deste trabalho, carece de um plano de manejo, apresenta uma grave deficiência de infraestrutura e uma alienação da população perante as necessárias atividades de conservação. Assim, esta Tese de Doutorado tem por objetivo geral a detecção de alterações no uso e cobertura do solo no PNC, através de imagens TM Landsat 5 e do uso de técnicas de sensoriamento remoto, bem como, analisar a influência humana sobre essas alterações. Para isso, utilizaram-se os indicadores ambientais selecionados pelo Programa de Inventário e Monitoramento (I&M), criado nos Estados Unidos da América. Esses indicadores incluem parâmetros biofísicos associados aos balanços de energia, evapotranspiração (ET) e produtividade primária bruta (PPB). Uma calibração prévia do índice de área foliar (IAF) foi realizada para melhorar as estimativas deste índice de vegetação (IV), que é parte integrante do cômputo dos indicadores ambientais analisados. Para avaliar qual o algoritmo mais adequado para estimativa do saldo de radiação e da evapotranspiração diária (Rn24h e ET24h), compararam-se as estimativas realizadas com o METRIC e com o SEBAL com dados de estação meteorológica, sendo que o primeiro apresentou melhores resultados. O saldo de radiação (Rn) revelou ser o parâmetro mais adequado para o estudo da variação espaço-temporal do uso e cobertura do solo no PNC. A análise das alterações espaço-temporais ocorridas à superfície utilizando este parâmetro, demonstrou uma clara diminuição de seus valores, entre 1990 e 2010, em resultado da substituição da vegetação arbórea fechada, por uma vegetação arbustiva e por áreas de influência antrópica, como pastagens, solo exposto e zonas urbanas. Essas mudanças ocorreram, principalmente, nas proximidades dos limites do parque devido à pressão das localidades presentes na zona de amortecimento. Esse mesmo padrão de mudança foi detectado nas análises dos fluxos de energia, água e carbono realizadas. A Caatinga demonstrou contribuir de forma significativa para o sequestro de carbono no Nordeste, aumentando a importância de sua preservação e da criação de unidades de conservação como o PNC, face às atuais preocupações relacionadas com o aumento dos gases do efeito estufa (GEE) na atmosfera e, consequente aquecimento global. Para inferir sobre a influência humana sobre as alterações ocorridas no PNC, uma análise socioeconômica foi realizada tendo-se concluído que a elaboração de um plano de manejo, inexistente até a data de conclusão deste trabalho, assim como, o esclarecimento e a integração da população local nas atividades de conservação, é fundamental. Assim, se propõe a alteração da categoria de UC em vigor no PNC (Parque Nacional) para Monumento Natural (Monumento Natural do Catimbau - MNC), possibilitando a integração das muitas famílias residentes no interior e no entorno do parque, nos planejamentos de conservação para melhor gerenciamento do espaço, considerado de preservação ambiental e cultural.

Made available in DSpace on 2015-04-13T12:17:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROBERTA SANTOS.pdf: 2021639 bytes, checksum: caa83842d40310ea3a5d9cd6ea8e05ce (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research seeks to analyze from satellite image and environmental index, how the process of urban sprawl has contributed to the loss of vegetation in the municipality of Iranduba, Amazonas. We used satellite images from Landsat 5 TM sensor (Thematic Mapper) for the years 2003, 2005, 2010 and 2011, from which the study was conducted temporal use and land cover, and can observe the reduction of vegetation over the years studied, as well as the replacement of vegetation by urbanization, agriculture and other elements of anthropogenic transformation of the natural landscape. The rain forest vegetation class between the years 2003 and 2011, suffered a loss of 233,261 km2, equivalent to 10.53% of the total area of the municipality. The secondary forest, in the same time interval, had an increase of 206 725 km2 (9.33%). As for the class of disturbed area showed growth on all dates studied, an increase from 2003 to 2011 of 79,144 km2 (3.57%). From information collected in the field, we calculated the Index of Environmental Quality, which ranged between 0.60 and 0.43, indicating that the area presents critical levels of environmental quality. Using Landsat 5 image - TM, the year 2011, we elaborated the vegetation map of the city through which information is extracted for determination of Coverage Ratios Plant and Vegetation Cover by Inhabitant. The vegetation indices calculated (ICV - 73.05; ICVH - 1,765). Overall, the results were satisfactory, in the proposed work. / Esta pesquisa analisou, a partir de imagens de satélite e índices ambientais, de que forma o processo de expansão urbana tem contribuído para a perda de vegetação no município de Iranduba, Amazonas. Foram utilizadas imagens do satélite Landsat 5, sensor TM (Thematic Mapper) dos anos de 2003, 2005, 2010 e 2011, a partir das quais realizou-se o estudo temporal do uso e cobertura do solo, e pode-se observar a redução da vegetação no decorrer dos anos estudados, bem como a substituição da vegetação pela urbanização, agricultura e outros elementos antrópicos de transformação da paisagem natural. A classe de vegetação Floresta Ombrófila entre os anos de 2003 e 2011, sofreu uma perda de 233.261 km2, o equivalente a 10.53% da área total do município. A Floresta secundária, no mesmo intervalo de tempo, teve um crescimento de 206.725 km2 (9.33 %). Quanto à classe de Área antropizada, mostrou crescimento em todas as datas estudadas, tendo um crescimento de 2003 a 2011 de 79.144 km2 (3.57%). A partir de informações coletadas em campo, calculou-se o Índice de Qualidade Ambiental, que variou entre 0,60 e 0,43, indicando que a área apresenta níveis críticos de qualidade ambiental. Utilizando imagem landsat 5 - TM, do ano de 2011, elaborou-se o mapa de vegetação do município através do qual se extraíram informações para a determinação dos Índices de Cobertura Vegetal e Cobertura Vegetal por Habitante. Os índices de vegetação calculados (ICV 73,05; ICVH 1.765). De forma geral, os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios, dentro da proposta de trabalho.

Somente no ano de 2011 foram adquiridos mais de 1.000TB de novos registros digitais de imagem advindos de Sensoriamento Remoto orbital. Tal gama de registros, que possui uma progressão geométrica crescente, é adicionada, anualmente, a incrível e extraordinária massa de dados de imagens orbitais já existentes da superfície da Terra (adquiridos desde a década de 70 do século passado). Esta quantidade maciça de registros, onde a grande maioria sequer foi processada, requer ferramentas computacionais que permitam o reconhecimento automático de padrões de imagem desejados, de modo a permitir a extração dos objetos geográficos e de alvos de interesse, de forma mais rápida e concisa. A proposta de tal reconhecimento ser realizado automaticamente por meio da integração de técnicas de Análise Espectral e de Inteligência Computacional com base no Conhecimento adquirido por especialista em imagem foi implementada na forma de um integrador com base nas técnicas de Redes Neurais Computacionais (ou Artificiais) (através do Mapa de Características Auto- Organizáveis de Kohonen SOFM) e de Lógica Difusa ou Fuzzy (através de Mamdani). Estas foram aplicadas às assinaturas espectrais de cada padrão de interesse, formadas pelos níveis de quantização ou níveis de cinza do respectivo padrão em cada uma das bandas espectrais, de forma que a classificação dos padrões irá depender, de forma indissociável, da correlação das assinaturas espectrais nas seis bandas do sensor, tal qual o trabalho dos especialistas em imagens. Foram utilizadas as bandas 1 a 5 e 7 do satélite LANDSAT-5 para a determinação de cinco classes/alvos de interesse da cobertura e ocupação terrestre em três recortes da área-teste, situados no Estado do Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba e Magé) nesta integração, com confrontação dos resultados obtidos com aqueles derivados da interpretação da especialista em imagens, a qual foi corroborada através de verificação da verdade terrestre. Houve também a comparação dos resultados obtidos no integrador com dois sistemas computacionais comerciais (IDRISI Taiga e ENVI 4.8), no que tange a qualidade da classificação (índice Kappa) e tempo de resposta. O integrador, com classificações híbridas (supervisionadas e não supervisionadas) em sua implementação, provou ser eficaz no reconhecimento automático (não supervisionado) de padrões multiespectrais e no aprendizado destes padrões, pois para cada uma das entradas dos recortes da área-teste, menor foi o aprendizado necessário para sua classificação alcançar um acerto médio final de 87%, frente às classificações da especialista em imagem. A sua eficácia também foi comprovada frente aos sistemas computacionais testados, com índice Kappa médio de 0,86. / Only in 2011 were acquired over 1.000TB of new digital image registers arising from orbital remote sensing. This range of data, which has a geometric progression increasing, is added annually to an extraordinary and incredible mass of data from existing satellite images of Earth's surface (acquired since the 70s of last century). This massive amount of raw data requires computational tools which allow the automatic recognition of image patterns desired to allow the extraction of geographical objects and targets of interest more quickly and concisely. The proposal for such recognition to be performed automatically through Spectral Analysis and Computational Intelligence integration, based on knowledge acquired by image experts, was implemented as an integrator based on Computational Neural Networks (via Kohonens Self-Organizing Feature Maps - SOM) and Fuzzy Logic (through Mamdani) techniques. These techniques were applied to the spectral signatures pattern formed by the quantization levels or gray levels of the corresponding pattern in each spectral band of each pattern of interest, so that the pattern classification will depend, in an inseparable manner, of the spectral signatures correlation of the six bands of the sensor, like the work of image experts. Bands 1 to 5 and 7 of the Landsat-5 satellite were used for the determination of five classes / targets of interest in cover and land occupation, in three test areas located in the State of Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba and Magé) in this integration with comparison of results with those derived from the interpretation of the imaging expert, which was corroborated by checking the ground truth. There was also a results comparison obtained with two commercial computer systems (IDRISI Taiga and ENVI 4.8) with the integrator, regarding the quality of classification (Kappa) and response time. The integrator, with hybrid classifications (supervised and unsupervised) in its implementation, proved to be effective in multispectral automatic (unsupervised) pattern recognition and in learning of these patterns, because as the input of a new test area occurs, the lower became the process of learning, which achieve a final average accuracy o f 87%, compared to the experts classifications. Its efficacy was also demonstrated compared to systems tested, with average Kappa of 0.86.