[EN] The general breaking point of rural society and traditional ways of land use that happened in the second half of the twentieth century, especially since 1960, poses a new scenario where forest cover has experienced an unprecedented growth. Castellon's province represents a paradigm of depopulation processes and therefore, a representative territory in the Mediterranean Basin, while the 50 years that separate the 1957 American flight and 2007 aerial images of the Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA), allow research in an adequate time scale. To study such a vast territory it has been necessary to develop a methodology through a systematic sampling photo interpretation that has been developed over 1% of the territory in plots of 1 ha. Two elements are evaluated in those two different temporal moments: canopy cover and non-forestry uses, in two different interpretation levels. On the basis of those generated data, evolution is globally analyzed and in the case of forest cover, silvogenesis models are studied. Results confirm how both persistence and growth of forest canopy cover are generally very significant and how transitional systematic trends are identified between different uses and coverages, allowing future predictions. The evolution of agricultural and urban uses responds to very dynamic socioeconomic factors and their changes are very fast. Because of the crises of different forestry and agricultural uses, the huge accumulation of abandoned agricultural land indicates a long future path for forest growth, but much slower. Meanwhile, the urbanization of large areas is a phenomenon with little territorial relevance at a global level, but really worrying in areas in which it has been concentrated. The forest cover extent has been mainly developed towards the coast and that fact has broken the symmetry between a mainly forest hinterland and a mainly agricultural coast, in a clear homogenization process of existing agroforestry landscape. At a more detailed scale, the growth of forest vegetation canopy cover occurs mainly by internal densification, but also by external expansion on abandoned agricultural land, always from scrub and woodlands. These two structures not only show little relationship to each other, but also indicate a double track for silvogenesis. Scrub and woodland clearly behave as exclusive structures and show a similar expansion, maintaining their proportions on total forest cover or in transit via woodland with 50 years apart. This tendency to balance is shown at a county level (this level is represented by areas called "comarcas" in Spanish), where sub-regional influences of socioeconomic factors are also reflected. The dynamics analysis of these two colonizing forest structures and the determinants about this two-way silvogenesis provides the keys for predicting forest evolution, as a basis for forest planning at the provincial level. Different variables of each forest path at different scales have been studied. Paths linked to scrub, and even more to its extent, has shown generally a more restricted range of conditions compared to woodland extension, which has occurred over a very wide range of conditions. The influence ranking classification of different measured or available variables about the change tracks confirms as beyond the physical conditions, the prior existence of woodland has the greatest influence on the path followed by each plot. / [ES] El punto de ruptura general de la sociedad rural y de las formas tradicionales de aprovechamiento del territorio producido en la segunda mitad del siglo XX, en especial desde 1960, plantea un escenario nuevo ante el cual las coberturas forestales han experimentado un crecimiento sin precedentes. La provincia de Castellón es un paradigma de los procesos de despoblación y, por lo tanto, un territorio representativo en el arco mediterráneo, mientras que los 50 años que separan el vuelo americano de 1957 y la imagen aérea de 2007 del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) posibilitan la investigación con una escala temporal adecuada. Para el estudio de un territorio tan extenso ha sido necesario el desarrollo de una metodología de fotointerpretación por muestreo sistemático, desarrollado sobre el 1% del territorio en parcelas de 1 ha. Se valoran la fracción de cabida cubierta de cada cobertura y la superficie de cada uso no forestal en los dos momentos, en dos niveles de interpretación. A partir de los datos obtenidos se analiza globalmente la evolución y, en el caso de las coberturas forestales, se estudian los modelos de silvogénesis. Los resultados constatan cómo la persistencia y el crecimiento de la fracción de cabida cubierta forestal son en general muy importantes y se identifican tendencias sistemáticas de paso entre los diversos usos y coberturas, que permiten hacer una predicción de futuro. En este sentido, la evolución de los usos agrícolas y urbanos responden a factores socioeconómicos muy dinámicos y sus cambios son muy veloces, por lo que a causa de las crisis de los diferentes aprovechamientos y usos agrarios, la gran acumulación de terreno agrícola abandonado hace prever un largo recorrido futuro al crecimiento forestal, mucho más lento. Por su parte, la urbanización de amplias superficies es un fenómeno con poca relevancia territorial a nivel global, pero realmente preocupante en los espacios en que se ha concentrado. La extensión de las coberturas forestales se ha producido principalmente hacia el litoral y se ha roto la simetría entre un interior mayoritariamente forestal y un litoral principalmente agrícola, en un claro proceso de homogeneización del paisaje agroforestal preexistente. A una escala de mayor detalle, el crecimiento de la fracción de cabida cubierta de la vegetación forestal se produce principalmente por densificación interna, pero también por expansión externa sobre terrenos agrícolas abandonados, siempre a partir de formaciones arboladas y de matorral. Estas dos formaciones no sólo demuestran pocas relaciones entre sí, sino que indican una doble vía para la silvogénesis. El matorral y el arbolado se comportan como formaciones claramente excluyentes y muestran una expansión similar, manteniendo sus proporciones sobre el total de las coberturas forestales o en tránsito a forestal con 50 años de diferencia. Esta tendencia al equilibrio se reproduce a nivel comarcal, donde también se reflejan las influencias subregionales de los factores socioeconómicos sobre la evolución de las coberturas y usos. El análisis de la dinámica de las dos formaciones forestales colonizadoras y de los factores condicionantes sobre esta doble vía de silvogénesis aporta las claves para la predicción de la evolución del bosque, como base para la planificación forestal a nivel provincial. Se han estudiado diversas variables características de cada trayectoria forestal a diferentes escalas. Las trayectorias ligadas al matorral, y más aún a su extensión, han tenido en general un rango de condiciones mucho más estrecho que la extensión del arbolado, que se ha producido sobre una amplísima diversidad de condiciones. La clasificación jerárquica de la influencia de las diferentes variables medidas o disponibles sobre las trayectorias de cambio confirma como, más allá de las condiciones físicas, la existencia previa de arbolado tiene la mayor influencia sobr / [CAT] El punt de ruptura general de la societat rural i de les formes tradicionals d'aprofitament del territori produït en la segona meitat del segle XX, especialment des de 1960, planteja un escenari nou davant el qual les cobertures forestals han experimentat un creixement sense precedents. La província de Castelló és un paradigma dels processos de despoblació i, per tant, un territori representatiu en l'arc mediterrani, mentre que els 50 anys que separen el vol americà de 1957 i la imatge aèria de 2007 del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) possibiliten la investigació amb una escala temporal adequada. Per a l'estudi d'un territori tan extens ha estat necessari el desenvolupament d'una metodologia de fotointerpretació per mostreig sistemàtic, desenvolupat sobre l'1% del territori en parcel·les d'1 ha. Es valoren la densitat de recobriment de cada cobertura i la superfície de cada ús no forestal en els dos moments, amb dues escales d'apreciació. A partir de les dades obtingudes s'analitza globalment l'evolució i, en el cas de les cobertures forestals, s'estudien els models de silvogènesi. Els resultats constaten com la persistència i el creixement de la densitat de recobriment forestal són en general molt importants i s'identifiquen tendències sistemàtiques de pas entre els diversos usos i cobertures, que permeten fer una predicció de futur. En aquest sentit, l'evolució dels usos agrícoles i urbans responen a factors socioeconòmics molt dinàmics i els seus canvis són molt veloços, de manera que a causa de les crisis dels diferents aprofitaments i usos agraris, la gran acumulació de terreny agrícola abandonat fa preveure un llarg recorregut futur al creixement forestal, molt més lent. Per la seva banda, la urbanització d'àmplies superfícies és un fenomen amb poca rellevància territorial a nivell global, però realment preocupant en els espais on s'ha concentrat. L'extensió de les cobertures forestals s'ha produït principalment cap al litoral i s'ha trencat la simetria entre un interior majoritàriament forestal i un litoral principalment agrícola, en un clar procés d'homogeneïtzació del paisatge agroforestal preexistent. A una escala de major detall, el creixement de la densitat de recobriment de la vegetació forestal es produeix principalment per densificació interna, però també per expansió externa sobre terrenys agrícoles abandonats, sempre a partir de formacions arbrades i de matoll. Aquestes dues formacions no sols demostren poques relacions entre si, sinó que indiquen una doble via per a la silvogènesi. El matoll i l'arbrat es comporten com formacions clarament excloents i mostren una expansió similar, mantenint les seues proporcions sobre el total de les cobertures forestals o en trànsit a forestal amb 50 anys de diferència. Aquesta tendència a l'equilibri es reprodueix a nivell comarcal, on també es reflecteixen les influències subregionals dels factors socioeconòmics sobre l'evolució de les cobertures i usos. L'anàlisi de la dinàmica de les dues formacions forestals colonitzadores i dels factors condicionants sobre aquesta doble via de silvogènesi aporta les claus per a la predicció de l'evolució del bosc, com a base per a la planificació forestal a nivell provincial. S'han estudiat diverses variables característiques de cada trajectòria forestal a diferents escales. Les trajectòries lligades al matoll, i més encara a la seua extensió, han tingut en general un rang de condicions molt més estret que l'extensió de l'arbrat, que s'ha produït sobre una amplíssima diversitat de condicions. La classificació jeràrquica de la influència de les diferents variables mesures o disponibles sobre les trajectòries de canvi confirma com, més enllà de les condicions físiques, l'existència prèvia d'arbrat té la major influència sobre la trajectòria seguida en cada parcel·la. / Delgado Artes, R. (2015). Análisis de los patrones de evolución de las coberturas forestales en la provincia de Castellón en los últimos 50 años [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/56823 / TESIS

abstract: The marked increase in the inflow of remotely sensed data from satellites have trans- formed the Earth and Space Sciences to a data rich domain creating a rich repository for domain experts to analyze. These observations shed light on a diverse array of disciplines ranging from monitoring Earth system components to planetary explo- ration by highlighting the expected trend and patterns in the data. However, the complexity of these patterns from local to global scales, coupled with the volume of this ever-growing repository necessitates advanced techniques to sequentially process the datasets to determine the underlying trends. Such techniques essentially model the observations to learn characteristic parameters of data-generating processes and highlight anomalous planetary surface observations to help domain scientists for making informed decisions. The primary challenge in defining such models arises due to the spatio-temporal variability of these processes. This dissertation introduces models of multispectral satellite observations that sequentially learn the expected trend from the data by extracting salient features of planetary surface observations. The main objectives are to learn the temporal variability for modeling dynamic processes and to build representations of features of interest that is learned over the lifespan of an instrument. The estimated model parameters are then exploited in detecting anomalies due to changes in land surface reflectance as well as novelties in planetary surface landforms. A model switching approach is proposed that allows the selection of the best matched representation given the observations that is designed to account for rate of time-variability in land surface. The estimated parameters are exploited to design a change detector, analyze the separability of change events, and form an expert-guided representation of planetary landforms for prioritizing the retrieval of scientifically relevant observations with both onboard and post-downlink applications. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Computer Engineering 2019

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Fires occur extensively across Zambia every year, a problem recognized as a major threat to biodiversity. Yet, basic tools for mapping at a spatial and temporal scale that provide useful information for understanding and managing this problem are not available. The objectives of this research were: to develop a method to map the spatio-temporal seasonal fire occurrence using satellite imagery, to develop a technique for estimating missing data in the satellite imagery considering the possibility of change in land cover over time, and to demonstrate applicability of these new tools by analyzing the fine-scale seasonal patterns of landscape fires in eastern Zambia. A new approach for mapping burned areas uses multitemporal image analysis with a fuzzy clustering algorithm to automatically select spectral-temporal signatures that are then used to classify the images to produce the desired spatio-temporal burned area information. Testing with Landsat data (30m resolution) in eastern Zambia showed accuracies in predicting burned areas above 92%. The approach is simple to implement, data driven, and can be automated, which can facilitate quicker production of burned area information. A profile-based approach for filling missing data uses multitemporal imagery and exploits the similarity in land cover temporal profiles and spatial relationships to reliably estimate missing data even in areas with significant changes. Testing with simulated missing data from an 8-image spectral index sequence showed highly correlated (R2 of 0.78-0.92) and precise estimates (deviations 4-7%) compared to actual values. The profile-based approach overcomes the common requirement of gap-filling methods that there is gradual or no change in land cover, and provides accurate gap-filling under conditions of both gradual and abrupt changes. The spatio-temporal progression of landscape burning was evaluated for the 2009 and 2012 fire seasons (June-November) using Landsat data. Results show widespread burning (~ 60%) with most fires occurring late (August-October) in the season. Fire occurrence and burn patch sizes decreased with increasing settlement density and landscape fragmentation reflecting human influences and fuel availability. Small fires (< 5ha) are predominant and were significantly under-detected (>50%) by a global dataset (MODIS Burned Area Product (500m resolution)), underscoring the critical need of higher geometric resolution imagery such as Landsat imagery for mapping such fine-scale fire activity. / Ph. D.

Multitemporal SAR images have been increasingly used for the detection of different types of environmental changes. The detection of urban changes using SAR images is complicated due to the complex mixture of the urban environment and the special characteristics of SAR images, for example, the existence of speckle. This thesis investigates urban change detection using multitemporal SAR images with the following specific objectives: (1) to investigate unsupervised change detection, (2) to investigate effective methods for reduction of the speckle effect in change detection, (3) to investigate spatio-contextual change detection, (4) to investigate object-based unsupervised change detection, and (5) to investigate a new technique for object-based change image generation. Beijing and Shanghai, the largest cities in China, were selected as study areas. Multitemporal SAR images acquired by ERS-2 SAR and ENVISAT ASAR sensors were used for pixel-based change detection. For the object-based approaches, TerraSAR-X images were used. In Paper I, the unsupervised detection of urban change was investigated using the Kittler-Illingworth algorithm. A modified ratio operator that combines positive and negative changes was used to construct the change image. Four density function models were tested and compared. Among them, the log-normal and Nakagami ratio models achieved the best results. Despite the good performance of the algorithm, the obtained results suffer from the loss of fine geometric detail in general. This was a consequence of the use of local adaptive filters for speckle suppression. Paper II addresses this problem using the nonlocal means (NLM) denoising algorithm for speckle suppression and detail preservation. In this algorithm, denoising was achieved through a moving weighted average. The weights are a function of the similarity of small image patches defined around each pixel in the image. To decrease the computational complexity, principle component analysis (PCA) was used to reduce the dimensionality of the neighbourhood feature vectors. Simple methods to estimate the number of significant PCA components to be retained for weights computation and the required noise variance were proposed. The experimental results showed that the NLM algorithm successfully suppressed speckle effects, while preserving fine geometric detail in the scene. The analysis also indicates that filtering the change image instead of the individual SAR images was effective in terms of the quality of the results and the time needed to carry out the computation. The Markov random field (MRF) change detection algorithm showed limited capacity to simultaneously maintain fine geometric detail in urban areas and combat the effect of speckle. To overcome this problem, Paper III utilizes the NLM theory to define a nonlocal constraint on pixels class-labels. The iterated conditional mode (ICM) scheme for the optimization of the MRF criterion function is extended to include a new step that maximizes the nonlocal probability model. Compared with the traditional MRF algorithm, the experimental results showed that the proposed algorithm was superior in preserving fine structural detail, effective in reducing the effect of speckle, less sensitive to the value of the contextual parameter, and less affected by the quality of the initial change map. Paper IV investigates object-based unsupervised change detection using very high resolution TerraSAR-X images over urban areas. Three algorithms, i.e., Kittler-Illingworth, Otsu, and outlier detection, were tested and compared. The multitemporal images were segmented using multidate segmentation strategy. The analysis reveals that the three algorithms achieved similar accuracies. The achieved accuracies were very close to the maximum possible, given the modified ratio image as an input. This maximum, however, was not very high. This was attributed, partially, to the low capacity of the modified ratio image to accentuate the difference between changed and unchanged areas. Consequently, Paper V proposes a new object-based change image generation technique. The strong intensity variations associated with high resolution and speckle effects render object mean intensity unreliable feature. The modified ratio image is, therefore, less efficient in emphasizing the contrast between the classes. An alternative representation of the change data was proposed. To measure the intensity of change at the object in isolation of disturbances caused by strong intensity variations and speckle effects, two techniques based on the Fourier transform and the Wavelet transform of the change signal were developed. Qualitative and quantitative analyses of the result show that improved change detection accuracies can be obtained by classifying the proposed change variables. / <p>QC 20150529</p>

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1954884 bytes, checksum: e05012da0f1e291b4123e380e1682d25 (MD5) Previous issue date: 2007-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Remote sensing images have spatial, spectral, radiometric and temporal characteristics, which become an important tool for agricultural applications, in several aspects. This thesis describes a methodology for classification of extensive agricultural areas, in regional scale, using MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectro-radiometer) images. It was used a spectral-temporal surface response, where each pixel of the image is represented in a three-dimensional space and the axes are: time, wavelength and reflectance, respectively. The methodology consists of an interpolation of analytical surfaces, passing through control points, using two types of interpolators (Collocation and Polynomial Trend Surfaces). Through these interpolation methods, the surface coefficients were generated, which describe the distribution of the surface in the three-dimensional space. These coefficients were then used into the classification process. Two classification algorithms were used, the maxima likelihood and artificial neural network classifiers. One of the drawbacks, in supervised classification process, is the acquisition of the reference image. For this work were used three distinct methodologies for its attainment: thematic image sampling from the spatial resolution of 30m to 250m; digitalization of homogeneous polygons on the screen; and neighborhood operation, which consists of the elimination of pixels with neighborhood with high variation on the digital level. Statistical analyses were used in order to validate the results. The results show that the classification using neural networks had the best resulted, even with small training sample size. The results also show the importance of high quality reference image generations. / Imagens do sensoriamento remoto possuem características espaciais, espectrais, radiométricas e temporais, tornando-se assim uma importante ferramenta para aplicações agrícolas nos mais diversos aspectos. Neste sentido, esta dissertação descreve uma metodologia para a classificação de extensas áreas agrícolas, em escala regional, utilizando imagens MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Fez-se uso de superfícies de resposta espectral-temporal, onde cada pixel da imagem é representado em um espaço tridimensional, onde os eixos são respectivamente: o tempo, o comprimento de onda e a refletância. A metodologia consiste na interpolação de uma superfície analítica passando por pontos de controle, usando dois tipos de interpoladores (Collocation e Análise de Tendência Polinomial). Através dessa interpolação obtiveram-se os coeficientes que descrevem a distribuição da superfície no espaço tridimensional, e os mesmos foram utilizados para a classificação das imagens digitais. Para a classificação foram utilizados dois algoritmos, o classificador Gaussiano da Máxima verossimilhança e as Redes Neurais Artificiais. Uma das limitações, no processo de classificação supervisionada, é a aquisição da imagem de referência, assim para este trabalho foram usadas três metodologias distintas para sua obtenção: Reamostragem das imagens temáticas com resolução espacial de 30 para a resolução de 250 metros; Digitalização de polígonos homogêneos em tela; e Operação de vizinhança, que consiste na eliminação de pixels com vizinhança com alta variação no nível digital. Para a avaliação dos resultados obtidos foram utilizados testes e análises estatísticas. Os resultados mostram que as classificações pelas redes neurais apresentam os melhores resultados, até mesmo com poucas amostras de treinamento. Os resultados também mostram importância da alta qualidade na geração da imagem de referência.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos multitemporais de dados de sensoriamento remoto dedicam-se ao mapeamento temático de uso da terra em diferentes instâncias de tempo com o objetivo de identificar as mudanças ocorridas em uma região em determinado período. Em sua maioria, os trabalhos de classificação automática supervisionada de imagens de sensoriamento remoto não utilizam um modelo de transformação temporal no processo de classificação. Pesquisas realizadas na última década abriram um importante precedente ao comprovarem que a utilização de um modelo de conhecimento sobre a dinâmica da região (modelo de transformação temporal), baseado em Cadeias de Markov Fuzzy (CMF), possibilita resultados superiores aos produzidos pelos classificadores supervisionados monotemporais. Desta forma, o presente trabalho enfoca um dos aspectos desta abordagem pouco investigados: a combinação de CMF de intervalos de tempo curtos para classificar imagens de períodos longos. A área de estudo utilizada nos experimentos é um remanescente florestal situado no município de Londrina-PR e que abrange todo o limite do Parque Estadual Mata dos Godoy. Como dados de entrada, são utilizadas cinco imagens do satélite Landsat 5 TM com intervalo temporal de cinco anos. De uma forma geral, verificou-se, a partir dos resultados experimentais, que o uso das Cadeias de Markov Fuzzy contribuiu significativamente para a melhoria do desempenho do processo de classificação automática em imagens orbitais multitemporais, quando comparado com uma classificação monotemporal. Ainda, pôde-se observar que as classificações com base em matrizes estimadas para períodos curtos sempre apresentaram resultados superiores aos das classificações com base em matrizes estimadas para períodos longos. Também, que a superioridade da estimação direta frente à extrapolação se reduz com o aumento da distância temporal. Os resultados do presente trabalho poderão servir de motivação para a criação de sistemas automáticos de classificação de imagens multitemporais. O potencial de sua aplicação se justifica pela aceleração do processo de monitoramento do uso e cobertura da terra, considerando a melhoria obtida frente a classificações supervisionadas tradicionais.

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-04-17T16:12:32Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 5868651 bytes, checksum: e5d4ddb02a065600f83257ded96722d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T16:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 5868651 bytes, checksum: e5d4ddb02a065600f83257ded96722d7 (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The practices of soil usage and occupation generate severe deterioration processes and in semiarid areas may result in desertification. In Paraiba, one of the areas representing this process is the one named “Cariris Velhos”. Through a multitemporal analysis, aided by statistical techniques and geotechnologies, it was possible to carry out some analysis and to diagnose the desertification state. Descriptive analysis, non-parametric test and multivariate statistics techniques were used. The precipitation was used and revealed three important patterns that explain about 70% of data variability, exposing how the rainfall occurred in the years of the images, making visible the rainy occurred, drought and transitioning periods. It was possible to confirm the edaphoclimatic frailty existent and the strong correlation with the climate anomalies (El Niño and La Niña) caused by meteorological systems. The second aspect to be analyzed was the vegetation coverage, defined in different strata and surface temperature. Three timed clippings were selected to compose these aspects: images from the 80’s (1989, 1985), from the 90’s (1990 and 1995) and of the 2000 years (2004,2005 and 2007). The images processing was done with part of algorithm SEBAL which were determined SAVI, IAF and Surface Temperature. SAVI and IAF were obtained, however, owing few studies with IAF for semiarid was decided to used. The results have shown that the vegetation strata diminished gradually, from a moderate stage to a severe one, with coefficient of variation (56%, 78,75% e 84%) unrepresentative, proving the diversity of landscapes. A significant amount of municipalities, on the last clipping, already presented, in its majority, more than 50% of values of the pixels presented in the classes of exposed soil, that is, with accentuated deterioration, proving strong evidence of desertification. With the deforestation, the surface temperature increased significantly configuring a higher number of pixels presented in classes superior to 30ºC. This factor, allied to the rainfall, hampers the development and spreading of species, since seed dispersal is by anemochory, diminishing the biodiversity of the caatinga. Concerning the agricultural, economic and social aspects, three profiles were revealed for each clipping, showing the most important indicators on each one. With this, it was observed that between 1980 and 1995, the population was more dependent of the land, in a way that when there was a worsening in the physical plan, a diminishing in the rainfall, the production also diminished, directly affecting social and economically the population. Between 2000 and 2010, the governmental incentives contribute to an improvement of these aspects so that they did not contribute, not directly, for the process of desertification, configuring a smaller impact (weight) on the analysis. In this case, the deterioration is originated from the agricultural aspect, being an example the incentive to the goatrearing and wood extraction to the plaster polo of Pernambuco in some municipalities of the “Cariris Velhos” region. / As práticas de uso e ocupação do solo geram processos de degradação intensa e em regiões semiáridas podem culminar na desertificação. Na Paraíba, uma das áreas representativas desse processo é a delimitação denominada de Cariris Velhos. Através de uma análise multitemporal, com o auxílio de algumas técnicas estatísticas e das geotecnologias, foi possível realizar algumas análises e diagnosticar o quadro da desertificação. Foram utilizadas análises descritivas, teste não paramétrico e a técnica da estatística multivariada: análise fatorial em componentes principais. Utilizou-se a precipitação pluviométrica que revelou três padrões importantes que explicaram cerca de 70% da variabilidade dos dados cada, expondo a forma como a chuva ocorreu para os anos das imagens, tornando visíveis períodos chuvosos, secos e de transição. Pôde-se comprovar a fragilidade edafoclimática existente e a forte relação com as anomalias climáticas (El Niño e La Niña) provocadas por sistemas meteorológicos. O segundo aspecto a ser analisado foi a cobertura vegetal, definida em diferentes estratos, e a temperatura da superfície. Foram selecionados três recortes temporais para compor esses aspectos: imagens da década de 80 (1989, 1985), da década de 90 (1990 e1995) e dos anos 2000 (2004, 2005 e 2007). O processamento das imagens foi feito com parte do algoritmo SEBAL onde foram determinados o SAVI, o IAF e a Temperatura da Superfície. Foram gerados o SAVI e IAF, entretanto, devido a poucos trabalhos realizados com o IAF para o semiárido considerou-se utilizá-lo. Os resultados mostraram que os estratos de vegetação diminuíram gradativamente, passando para um estágio moderado para muito grave, com coeficientes de variação (56%, 78,75% e 84%) pouco representativos, comprovando a diversidade de paisagens. Boa parte dos municípios, no último recorte, já apresentava, em sua maioria, mais de 50% dos valores dos pixels presentes nas classes de solo exposto, isto é, com degradação acentuada, comprovando forte evidencia de desertificação. Com o desmatamento, a temperatura da superfície aumentou significativamente passando a configurar um maior número de pixels presentes em classes superiores aos 30ºC. Este fator, aliado ao quadro de chuvas, dificulta o desenvolvimento e a propagação de espécies, uma vez que a dispersão das sementes se dá por anemocoria, o que diminui a biodiversidade da caatinga. Em relação aos aspectos agropecuários, econômicos e socais, foram revelados três perfis, para cada recorte, mostrando os indicadores mais importantes em cada um. Com isso, observou-se que entre 1980 e 1995, a população dependia mais da terra, de forma que uma piora no quadro físico, na diminuição no quadro de chuvas, diminuía a produção, refletindo diretamente no econômico e no social e deste modo na população. Entre 2000 e 2010, os incentivos governamentais contribuíram para a melhora desses aspectos de forma que eles passaram a não contribuir, diretamente, para o processo de desertificação, configurando um menor impacto (peso) na análise. Neste caso, a degradação é mais proveniente do aspecto agropecuário, tendo como exemplo o incentivo a caprinocultura e a extração da madeira para o polo gesseiro de Pernambuco, em alguns municípios dos Cariris Velhos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos multitemporais de dados de sensoriamento remoto dedicam-se ao mapeamento temático de uso da terra em diferentes instâncias de tempo com o objetivo de identificar as mudanças ocorridas em uma região em determinado período. Em sua maioria, os trabalhos de classificação automática supervisionada de imagens de sensoriamento remoto não utilizam um modelo de transformação temporal no processo de classificação. Pesquisas realizadas na última década abriram um importante precedente ao comprovarem que a utilização de um modelo de conhecimento sobre a dinâmica da região (modelo de transformação temporal), baseado em Cadeias de Markov Fuzzy (CMF), possibilita resultados superiores aos produzidos pelos classificadores supervisionados monotemporais. Desta forma, o presente trabalho enfoca um dos aspectos desta abordagem pouco investigados: a combinação de CMF de intervalos de tempo curtos para classificar imagens de períodos longos. A área de estudo utilizada nos experimentos é um remanescente florestal situado no município de Londrina-PR e que abrange todo o limite do Parque Estadual Mata dos Godoy. Como dados de entrada, são utilizadas cinco imagens do satélite Landsat 5 TM com intervalo temporal de cinco anos. De uma forma geral, verificou-se, a partir dos resultados experimentais, que o uso das Cadeias de Markov Fuzzy contribuiu significativamente para a melhoria do desempenho do processo de classificação automática em imagens orbitais multitemporais, quando comparado com uma classificação monotemporal. Ainda, pôde-se observar que as classificações com base em matrizes estimadas para períodos curtos sempre apresentaram resultados superiores aos das classificações com base em matrizes estimadas para períodos longos. Também, que a superioridade da estimação direta frente à extrapolação se reduz com o aumento da distância temporal. Os resultados do presente trabalho poderão servir de motivação para a criação de sistemas automáticos de classificação de imagens multitemporais. O potencial de sua aplicação se justifica pela aceleração do processo de monitoramento do uso e cobertura da terra, considerando a melhoria obtida frente a classificações supervisionadas tradicionais.

Human activities, such as deforestation and industrial development, have drastically altered natural environments throughout the world, ranging from the loss of biodiversity to possible climatic changes on a global scale. The mapping of vegetation cover is an important source of information for the evaluation of the evolution of landscapes over time and space. The present study is based on a pioneering multitemporal analysis of the Atlantic Forest and Caatinga biomes on the right bank of the lower São Francisco River. This approach was used specifically to assess the effects of the deforestation process on the remaining populations of two endangered tit monkey species, Callicebus coimbrai Kobayashi & Langguth (1999), which inhabits the Atlantic Forest and is classified as endangered by the IUCN, and Callicebus barbarabrownae Hershkovitz (1990), which is found in the Caatinga, and is classified as critically endangered. The objective of this study was to produce a mutitemporal analysis of the historical deforestation process (1980-2010) in the study area and diagnose its effects on the distribution of Callicebus populations within this area. The study area (8º27 56 -12º3 35 S, 36º14 43 -40º59 4 W) encompasses the whole of the Brazilian state of Sergipe and the northern extreme of the neighboring state of Bahia, with a total area of approximately 80,000 km². Pre-processing involved the collection of images and the collection of data in the field. The multitemporal analysis included arithmetic operations (VI - Vegetation Index and PCA - Principal Components Analysis), visual interpretation, supervised classification, based on the Euclidian distance classifier, post classification, edition, and the production of the mosaic of the classified scenes. Eight classes were mapped - arboreal Caatinga, arboreal-shrub Caatinga, shrub Caatinga, Atlantic Forest, pasture, urban areas, water features, and cloud. The deforestation analysis took into account the biome, vegetation type, fragmentation processes and patterns, and records of Callicebus. The data from the 25 scenes were found to have errors of less than half a pixel (less than 15 meters), varying from 0.403 to 0.498 pixels. A total of 750 points were collected during the field excursions, supported GPS readings and approximately 8000 photographs. Large tracts of arboreal-shrubby Caatinga were found to persist in some areas over the three decades of the study period, whereas the Atlantic Forest was characterized by extensive deforestation and an increase in the areas of pasture. A total of 279 records of the presence/absence of titi monkeys were classified as presence, unconfirmed report, local extinction, and absence. A number of scenarios were analyzed and two theoretical models of deforestation created - (a) fragmentation and (b) nucleus. Model (a) is consistent with a greater probability of extinction of titi monkeys, due to the reduced size of the fragments, their isolation and lack of connectivity, whereas model (b) represents a more favorable scenario for conservation, with larger fragments and better connectivity. The area of transition between the distributions of the two species, where the genus appears to be absent, was also investigated. The data provide a number of insights into the conservation status of the species and their ecological requirements, as well as guidelines for decision-making on management strategies for the conservation of these taxa and the forest fragments they inhabit. / As atividades humanas têm mudado drasticamente a cobertura natural de nosso planeta. Mundialmente, a destruição de ecossistemas e o desenvolvimento industrial desenfreado provocam graves problemas ambientais, que vão desde a perda de biodiversidade até eventuais mudanças climáticas globais. O mapeamento da cobertura vegetal é um insumo científico essencial para avaliar a evolução da paisagem no tempo e no espaço. Neste trabalho, utilizamos a análise multitemporal, o qual teve caráter inédito para os biomas da região, a Mata Atlântica e a Caatinga, na verificação do histórico de desmatamento da região. Estas técnicas foram utilizadas para avaliar os efeitos do processo de desmatamento sobre as populações remanescentes de duas espécies ameaçadas, os macacos guigós, Callicebus coimbrai Kobayashi & Langguth (1999), que habita a Mata Atlântica e está classificada como ameaçada de extinção na categoria em perigo pela IUCN e Callicebus barbarabrownae Hershkovitz (1990) que habita a Caatinga e está classificada atualmente como criticamente em perigo de extinção. O objetivo foi realizar uma análise multitemporal do processo de desmatamento (1980-2000) da área de estudo e diagnosticar seus efeitos sobre as populações de Callicebus. A área de estudo (8º27 56 -12º3 35 de latitude Sul e 36º14 43 -40º59 4 de longitude Oeste) compreende o estado de Sergipe e parte da região do extremo norte do estado da Bahia atingindo uma área de aproximadamente 80.000 km2. O pré-processamento compreendeu a coleta e registro das imagens e trabalho de campo. A análise multitemporal incluiu operações aritméticas (IV Índice de Vegetação e ACP Análise por Componentes Principais), interpretação visual, classificação supervisada através do classificador de distância euclidiana, pós-classificação, edição e mosaico das cenas classificadas. Oito classes foram mapeadas: Caatinga arbórea, Caatinga arbórea-arbustiva, Caatinga arbustiva, Mata Atlântica, Pasto, Área Urbana, Hidrografia e Nuvens. A análise do desmatamento levou em conta o bioma, o tipo de vegetação, a fragmentação, a distribuição desta fragmentação, a redução ou aumento dos fragmentos de vegetação e o tipo de registro de Callicebus. O registro das 25 cenas atingiram erros menores que meio pixel (menor que 15 metros) variando de 0,403 a 0,498 pixels. Foram coletados 750 pontos nos trabalhos de campo, através do receptor GPS e aproximadamente 8000 fotos. Foram identificadas grandes áreas de Caatinga arbórea-arbustiva que se mativeram nas três décadas, enquanto que a Mata Atlântica foi caracterizada por extenso desmatamento e o aumento das áreas de pasto. Foram coletados 279 registros de presença/ausência do macaco guigó divididos nas categorias: registro de presença, relatos não confirmados, extinções locais e áreas vistoriadas sem registro. Diversos cenários foram analisados para dois modelos teóricos criados, o de fragmentação (a) e de redução de núcleo (b). O modelo (a) apresenta cenários que indicam a maior probabilidade de extinção do macaco guigó, devido ao tamanho reduzido dos fragmentos, isolamento e a falta de conectividade, enquanto o modelo (b) apresenta cenários mais favoráveis para conservação com grandes fragmentos e melhor conectividade. A área de transição entre a distribuição das duas espécies,onde o género parece estar ausente, também foi investigad. Os dados fornecem uma série de insights sobre o estado de conservação das espécies e seus requisitos ecológicos, bem como diretrizes para a tomada de decisões sobre as estratégias de manejo para a conservação destas espécies e os fragmentos florestais que elas habitam.