abstract: This dissertation research studies long-term spatio-temporal patterns of surface urban heat island (SUHI) intensity, urban evapotranspiration (ET), and urban outdoor water use (OWU) using Phoenix metropolitan area (PMA), Arizona as the case study. This dissertation is composed of three chapters. The first chapter evaluates the SUHI intensity for PMA using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) land surface temperature (LST) product and a time-series trend analysis to discover areas that experienced significant changes of SUHI intensity between 2000 and 2017. The heating and cooling effects of different urban land use land cover (LULC) types was also examined using classified Landsat satellite images. The second chapter is focused on urban ET and the impacts of urban LULC change on ET. An empirical model of urban ET for PMA was built using flux tower data and MODIS land products using multivariate regression analysis. A time-series trend analysis was then performed to discover areas in PMA that experienced significant changes of ET between 2001 and 2015. The impact of urban LULC change on ET was examined using classified LULC maps. The third chapter models urban OWU in PMA using a surface energy balance model named METRIC (Mapping Evapotranspiration at high spatial Resolution with Internalized Calibration) and time-series Landsat Thematic Mapper 5 imagery for 2010. The relationship between urban LULC types and OWU was examined with the use of very high-resolution land cover classification data generated from the National Agriculture Imagery Program (NAIP) imagery and regression analysis. Socio-demographic variables were selected from census data at the census track level and analyzed against OWU to study their relationship using correlation analysis. This dissertation makes significant contributions and expands the knowledge of long-term urban climate dynamics for PMA and the influence of urban expansion and LULC change on regional climate. Research findings and results can be used to provide constructive suggestions to urban planners, decision-makers, and city managers to formulate new policies and regulations when planning new constructions for the purpose of sustainable development for a desert city. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Geography 2018

Charles University in Prague Faculty of Science Department of Social Geography and Regional Development Robin Rašín The Landscape of the Czech-Austrian Borderland: Development and Heritage Summary Roztoky u Křivoklátu 2010 1 Landscape is a key geographical concept and geographical research on land change and land use has a tradition that can be dated back for almost a hundred years. The development of the subject orientation of land change science can be divided into two phases. (i) During the first phase (50's/60's of the 20th century) the description of landscape and its morphology (structure) were at the centre of research interest along with the research of the potential for agro-production. This particular type of study was motivated by the need to find a solution to the problem of the increasing inability to supply a growing (European) population with agricultural products. (ii) In the second phase (circa from 70's of the 20th century), the attention of scientists towards the accelerated rate of land change on a global scale that can be associated with: the increase of human population, changes in agricultural techniques, mining, environmental exploitation et cetera. There is an obvious need to solve the negative impacts of the human activities on the landscape at different scales (from local to...

The Chocó-Darien Global Ecoregion (CGE) in South America is one of 25 global biodiversity hotspots prioritized for conservation. I performed the first land-use and land-cover (LULC) change analysis for the entire CGE in this dissertation. There were three main objectives: 1) Select the best available imagery to build annual land-use and land-cover maps from 2001 to 2015 across the CGE. 2) Model LULC across the CGE to assess forest change trends from 2002 to 2015 and identify the effect of proximate causes of deforestation and reforestation. 3) Estimate the effects of underlying drivers on deforestation and reforestation across the CGE between 2002 and 2015. I developed annual LULC maps across the CGE from 2002 to 2015 using MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectro radiometer) vegetation index products and random forest classification. The LULC maps resulted in high accuracies (Kappa = 0.87; SD = 0.008). We detected a gradual replacement of forested areas with agriculture and secondary vegetation (agriculture reverting to early regeneration of natural vegetation) across the CGE. Forest loss was higher between 2010-2015 when compared to 2002-2010. LULC change trends, proximate causes, and reforestation transitions varied according to administrative authority (countries: PanamanianCGE, Colombian CGE, and Ecuadorian CGE). Population growth and road density were underlying drivers of deforestation. Armed conflicts, Gross Domestic Product, and average annual rain were proximate causes and underlying drivers related reforestation.

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Este trabalho apresenta uma metodologia de classificação de imagens multiespectrais aplicada a análise e mapeamento da evolução do uso da terra/cobertura vegetal em São Félix do Xingu, Sul do Pará. Imagens frações representando as proporções de sombra, vegetação e solo foram estimadas a partir das bandas 1 a 5 e 7 do Landsat-5 TM e relacionadas com as estruturas das classes de uso da terra/cobertura vegetal. As imagens frações geradas do modelo linear de mistura espectral foram importantes para reduzir a massa de dados e ao mesmo tempo realçar alvos de interesse na imagem. A banda do infravermelho próximo (TM-4) foi importante para realçar áreas de queimadas. A classificação adotada foi divida em etapas combinando técnica de segmentação por crescimento de regiões e uso de máscaras. Por meio da máscara foi possível restringir o processo de segmentação em regiões pré-estabelecidas com o intuito de adquirir um melhor particionamento da imagem. Adotando este procedimento, ao invés de realizar uma única segmentação para mapear todas as classes em uma única vez, foram realizadas várias segmentações ao longo das etapas. As regiões segmentadas foram agrupadas com um classificador não-supervionado batizado de ISOSEG. Os resultados mostram que a metodologia é bastante eficiente. A matriz de erro gerada para a classificação de 2008 apontou que as confusões mais freqüentes ocorreram entre as classes que apresentaram em certas localidades proporções de misturas parecidas: Capoeira e Campo/Pastagem-2; Campo/Pastagem-1 e Campo/Pastagem-2; Queimada-1 e Queimada-2; Solo Exposto e Campo/Pastagem-1. Considerando nove classes, o índice Kappa atingiu 0,58, o que representa um valor de concordância classificada como moderada. Quando o numero de classes foi reduzido para 6, agrupando as classes que apresentaram as maiores confusões, o índice Kappa subiu para 0,80, atingindo um valor de concordância quase perfeita. A comparação dos resultados das classificações de 1987, 1992, 2000 e 2008 juntamente com a analise de dados auxiliares permitiu traçar um modelo de evolução do desmatamento e do uso da terra para São Félix do Xingu. O intenso desmatamento observado principalmente a partir de 2000 foi relacionado com o incremento da atividade pecuária, sendo São Félix do Xingu o município que detém atualmente o segundo maior rebanho bovino do País. / In this work we present a methodological procedure for multi-spectral images classification to evaluate and map land-use and land-cover changes in São Félix do Xingu, Southern Pará (Brazilian Amazon). Fraction images representing shade, vegetation and soil abundance at the pixel scale were estimated using all six reflective bands of Thematic Mapper sensor (TM-1 to TM-5 and TM-7) and related to different types of land-use and land-cover classes. The linear spectral mixing analysis method was an alternative approach adopted to reduce the data-dimensionality while at the same time enhancing targets of interest. Also, the near-infrared band (TM-4) was employed to separate areas affected by burns (Queimadas in Portuguese). The classification routines were performed in stages by combining region-growing segmentation and use of masking techniques. For each stage, the segmentation process was directed to preselected areas by masking techniques in order to obtain a better image partitioning. This procedure resulted in more than one segmentation thereby reducing confusing errors during the classification routine. An unsupervised classifier by region named ISOSEG was employed to classify the segmented images. The analysis of classification results was mainly qualitative and visual except for the 2008 classification which was assessed through an error matrix. According to the error matrix analysis, misclassifications arose more frequently when a set of classes with similar mixture proportions were involved, such as: Capoeira and Campo/Pastagem-2; Campo/Pastagem-1 and Campo/Pastagem- 2; Queimada-1 and Queimada-2, and finally Bare Soil and Campo/Pastagem-1. As a robust measure of concordance for dichotomous data, the kappa statistic reached a value of 0.62 by considering nine land types of classes and it rose to 0.80 when the mapping classes were diminished to six. Theses kappa values represent moderate and strong agreements between the remotely sensed classification and the reference data, respectively. Making use of the classification results from 1987, 1992, 2000 and 2008 and auxiliary data, we tried to design a simple land evolution model to São Félix do Xingu. The deforestation process notably intensified since 2000 has been driven mainly by a continuous increase in cattle breeding, for wich São Félix do Xingu has the second-largest cattle herd of all Brazilian municipalities.

A importância regional da Bacia do Rio Corumbataí para o abastecimento de água, em qualidade e quantidade, e o elevado nível de desmatamento que é na atualidade um dos fatores que mais afetam a sua biodiversidade, motivaram a análise da estrutura paisagem dessa área. Para essa análise foi produzido o mapa de uso e cobertura do solo da bacia e aplicados índices de ecologia da paisagem. O mapa de uso e cobertura do solo foi produzido pela classificação digital supervisionada (algoritmo de máxima verossimilhança) de imagens orbitais digitais (SPOT e LANDSAT ), com exatidão global de 91,10%.Os índices de ecologia da paisagem (calculados pelo software FRAGSTATS) foram determinados por sub-bacias (Passa-Cinco, Alto Corumbataí, Médio Corumbataí, Ribeirão Claro e Baixo Corumbataí), sendo utilizados os que fazem a caracterização em nível de fragmentos e em nível de classes de uso e cobertura do solo. Os índices referentes às classes forneceram as caracterizações das classes floresta nativa (Floresta Estacional Semidecidual) e cerrado; e os referentes a fragmentos a caracterização, dos seus respectivos remanescentes. As caracterizações quantitativas em nível de fragmentos e de classes de uso e cobertura do solo foram feitas com os grupos de índices de área; densidade, tamanho e variabilidade métrica; área nuclear; forma; proximidade; e dispersão e justaposição. Com base nesses índices, pode-se dizer que a estrutura florestal das sub-bacias do rio Passa-Cinco e Alto Corumbataí, apresentaram algumas diferenciações em relação às sub-bacias do Médio Corumbataí, do Ribeirão Claro, e do Baixo Corumbataí. Os índices indicaram que nas sub-bacias do Médio Corumbataí, do Ribeirão Claro, e Baixo Corumbataí, existe a predominância de fragmentos de floresta nativa menores que 15 ha e que seus fragmentos, independentemente do tamanho, estão mais distantes uns dos outros e, portanto, mais sujeitos às ações dos outros usos e coberturas do solo que os remanescentes das sub-bacias do Alto Corumbataí e do rio Passa-Cinco. Nas sub-bacias do rio Passa-Cinco, do Alto Corumbataí e do Ribeirão Claro, a estrutura florestal tem como outro componente a vegetação de cerrado. No Alto Corumbataí, essa vegetação representa 78,24% do total de cerrado da Bacia do Rio Corumbataí. Neste contexto, pode-se concluir que os índices de ecologia da paisagem, quando analisados em conjunto, permitiram a caracterização da estrutura florestal das sub-bacias da Bacia do Rio Corumbataí e a avaliação dessas áreas, sob o ponto de vista da preservação e da conservação florestal. Tendo por base a preservação e a conservação florestal, pode-se concluir que as sub-bacias do Passa-Cinco e Alto Corumbataí têm um padrão de estrutura florestal com predominância de fragmentos aptos à preservação. Essa condição é conseqüência do fato de possuirem fragmentos com área nuclear suficiente para manter sua estrutura interna e a estabilidade da estrutura florestal da paisagem em que estão inseridos. As sub-bacias do Ribeirão Claro, Baixo Corumbataí e, principalmente, do Médio Corumbataí, apresentam estrutura florestal com a maioria de fragmentos devendo ser conservados. Os fragmentos que possuem a área mínima necessária à autossustentabilidade não são suficientes, em número, para manter a estabilidade dessas paisagens. / Corumbataí River Basin is regionally important for public water supply. It presents a high deforestation level, which affects deeply its biodiversity. These facts have motivated the landscape structure analysis of this area, based on its land use/land cover map and landscape ecology indices. Land use/ land cover map was produced by supervised digital classification (maximum Likelihood algorithm) of satellite images (SPOT and LANDSAT), with an classification accuracy of 91.10%. Landscape ecology indices (calculated by FRAGSTATS software) were determined for each sub-basin (Passa-Cinco, Alto Corumbataí, Médio Corumbataí, Ribeirão Claro e Baixo Corumbataí), being used those that perform the characterization to the patch level and land use/land cover classes level. The classes quantified were: native forest (Seasonal Semidecidual Forest) and cerrado. The indices groups applied were: area; density, size and variability metrics; core area; shape; proximity; interspersion and juxtaposition index. Based on those indices one can assert that the forest structure of Passa-Cinco and Alto Corumbataí sub-basins showed some differences in relation to the other ones. Most of the native forest patches in the Médio Corumbataí, Ribeirão Claro e Baixo Corumbataí sub-basins are less than the native forest patches of the other two sub-basins. Other native vegetation class in the Passa-Cinco, Alto Corumbataí, and Ribeirão Claro sub-basins is the cerrado, mainly in the Alto Corumbataí (78.24% of the whole basin). The results of this research have indicated that the landscape ecology indices allowed the forest structure characterization of the Corumbataí River sub-basins and the evaluation of those areas according to the viewpoint of forest preservation and conservation. Most of the native forest patches in Passa-Cinco and Alto Corumbataí sub-basin should be preserved. This is a consequence of the fact of having core area big enough to maintain their internal structure and stability of forest structure in the landscape where they are. For the Ribeirão Claro, Baixo Corumbataí, and mainly Médio Corumbataí, most of the native forest patches should be conserved. Those patches do not have a core area able to sustain themselves.

Desde o início da década 1970, o Oeste do Estado da Bahia destaca-se como a região de grande e intensa expansão das relações de produção capitalista. Essa expansão constitui-se de políticas estatais que favorecem ao capital, por meio de incentivos fiscais e implantação da infraestrutura exigida pelo agronegócio. Dentre as grandes mudanças provocadas por tais intervenções, destacam-se a degradação das riquezas naturais e a desterritorialização dos camponeses geraizeiros, que há muito tempo ocupam as terras de uso comum na condição de posseiros. Essas terras têm sido apropriadas pelo capital, o que provoca intensos conflitos com os camponeses. Nesta tese, são estudadas as comunidades do vale do rio Arrojado, no município de Correntina (Bahia). Pesquisou-se os processos sociais, concernentes à essa problemática, recorreu-se a trabalhos de campo e à teoria do desenvolvimento desigual e combinado, abordando não somente os processos concernentes à expulsão/expropriação dos camponeses, mas também a territorialização desses sujeitos sociais. Reporto-me, assim, às estratégias de produção e reprodução socioterritorial por eles engendradas, em uma situação conflituosa com as forças do capital e do Estado. / Since the early 1970s, the West of Bahia stands out as a region of great and intense expansion of capitalist relations of production. This expansion is made up of state policies that favor capital through tax incentives and infrastructure implementation required by agribusiness. Among the major changes caused by such interventions, we highlight the degradation of natural resources and displacement of peasants geraizeiros peasants [traditional inhabitants of the sertão the backcountry regions of northeastern Brazilian states], which long ago occupied the lands in common use as non-title-holding residents for centuries. These lands have been appropriated by capital enterprises, which causes intense conflicts between farmers and peasant populations. In this thesis, the communities of the rio Arrojado valley, in the municipality of Correntina (Bahia), are analyzed. It was researched social processes, concerning this issue, we used the field work and the theory of combined and uneven development, addressing not only the processes concerning the expulsion/expropriation of peasants, but also the territorialization of these social subjects. I refer thus to the strategies of production and reproduction socio territorial they engendered, in a situation of conflict with the forces of capital enterprises and the state.

Esta tese busca analisar a partir do arcabouço teórico da luta de classes e da acumulação original de capital como um processo contínuo o avanço do capital sobre a fração do campesinato brasileiro e argentino que tem terras de uso comum. Para tanto a pesquisa traz as análises a partir das comunidades camponesas faxinalenses, situadas no estado do Paraná e em comunidades camponesas que tem terras em uso comum no norte da província de Córdoba, na Argentina. Para obter os dados necessários para a pesquisa foram realizados trabalhos de campo para conhecer a realidade, entrevistar camponeses e apreender sobre os conflitos e resistências destes mesmos camponeses frente a seus antagonistas. Entendendo que a luta de classes é uma das maneiras como o modo de produção funciona, então fazemos um resgate de teóricos marxistas que pesquisaram sobre o campesinato, muitos dos quais tem uma parte considerável de seu trabalho apenas na língua inglesa. Compreendendo que uma das motivações do avanço do modo de produção capitalista sobre as terras de uso comum é a crise de sobreacumulação de capital, uma análise tanto dos escritos de Marx acerca da acumulação original como de outros intelectuais que defendem que a mesma é contínua foi realizada. Isto tudo funciona contraditoriamente dentro do próprio capitalismo, com a acumulação origal de capital e a recriação do campesinato caminhando em conflito. A resistência camponesa frente a este avanço é apresentada e analisada ao longo de toda a tese, mostrando o quadro que se encontra o campesinato sulamericano. / This thesis seeks to analyze from the theoretical framework of the class struggle and the original accumulation of capital as a continuous process the advance of capital over the fraction of the Brazilian and Argentine peasantry that has lands of common use. In order to do so, the analysis brings the analyzes from the faxinalense peasant communities located in the state of Paraná and in peasant communities that have lands in common use in the north of the province of Cordoba, Argentina. In order to obtain the necessary data for the research, fieldwork was carried out to know the reality, to interview peasants and to learn about the conflicts and resistances of these same peasants in front of their antagonists. Understanding that class struggle is one of the ways the mode of production works, then we rescue Marxist theorists who have researched the peasantry, many of whom have a considerable share of their work in the english language alone. Understanding that one of the motivations for advancing the capitalist mode of production over land in common use is the crisis of overaccumulation of capital, an analysis of both Marx\'s writings on original accumulation and other intellectuals who claim that it is continuous has been carried out . This all works contradictorily within capitalism itself, with the original accumulation of capital and the re-creation of the peasantry in conflict. The peasant resistance to this advance is presented and analyzed throughout the entire thesis, showing the picture of the South American peasantry.