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.

No description available.

No description available.

No description available.

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.

Thesis (Ph. D.)--University of California, San Diego, 2004. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 529-554).

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.

The Dissertation submitted describes and analyses the development and existing situation of the landscape (in terms of land use and land & vegetation cover) in the {\clqq}Novohradské Mountains`` region between 1955 and 2009, in the cadastral district situated in the catchment areas of the Malše river, as well as of the Tichá river and of the Pohořský brook. On the basis of the statistical data of the Land Registry and detailed terrain mapping there have been analysed individual types of land and distribution of elements of the land cover in relation to individual cadastral districts. The results of the issues examined are contained in the Annexes to this Dissertation (tables, charts and figures) and are completed with verbal descriptions in the text part of Dissertation.

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.