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Made available in DSpace on 2016-12-12T20:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF15MA050.pdf: 5724520 bytes, checksum: 4aae5cece599a90d29686f6da99e729a (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Over the last decades, advances in Earth Observation technology have been playing an important role for forest monitoring worldwide. A remarkable improvement in remotely sensed data is the refinement of the spatial resolution. The region-based classification and object-based image analysis (OBIA) appears to be the most appropriates approaches to extract information coming from high spatial resolution images. Such information is becoming even more frequently. However, the costs involved in acquiring proprieraly OBIA software licenses is often too high. Therefore, the use of open source softwares is envisaged. This study aimed to evaluate open source softwares in order to classify secondary successional forest stages of Ombrophilous Mixed Forest environments in Southern Brazil. Three test sites were selected in the mountainous region of Santa Catarina State (SC). We used scenes from the airborne system for acquisition and post-processing of images (SAAPI) with a spatial resolution of 0.39m. The dataset consists of orthorectified images containing three spectral bands in the visible range (i.e. 0.38 0.70μm), three spectral bands in the near infrared (i.e. 0.76 0.78μm) and a digital surface model. Three methodologies were developed using decision tree algorithms available at the following open source softwares: InterIMAGE, GeoDMA, WEKA and QGIS. We selected the support vector machine algorithm (SVM) available in Orfeo ToolBox Monteverdi software for both region-based and pixel-based classification. We also evaluate the SPT software in order to obtain the ideal set for segmentation parameters. Results show that the classification of secondary successional forest stages as well as other land use classes performed well. Kappa index ranged from 0.60 to 0.89. Conditional accuracy and both producer s and user s accuracy were higher than 0.5. The best overall accuracy results were found for initial forest stages while the worst performance was observed in the intermediate successional forest stage. Region based classification and OBIA performed better than pixel by pixel based classification. The generated classified maps reveal the applicability of this aproaches for extracting useful information from the SAAPI images. Such information can also provide useful information for forest resources monitoring practices at the state level / Nas últimas décadas, observou-se uma notável evolução das tecnologias espaciais destinadas ao monitoramento dos recursos florestais. Um significativo avanço nos dados de sensoriamento é o refinamento da resolução espacial. Com a crescente disponibilidade de imagens de alta resolução espacial, a classificação por regiões e a análise baseada em objeto (Object Based Image Analysis- OBIA) apresentam-se como abordagens mais adequadas para extrair informações dessas imagens. No entanto, os custos envolvidos na aquisição de licenças de aplicativos comerciais disponíveis para este propósito costuma ser demasiadamente alto. Assim, faz-se necessário avaliar o uso de aplicativos na modalidade open source. Este trabalho teve como objetivo avaliar aplicativos open source relacionadas à classificação baseada em regiões e à mineração de dados, para classificar estádios sucessionais de florestas secundárias da Floresta Ombrófila Mista (FOM) em três áreas-teste situadas na região serrana de Santa Catarina (SC). No processamento, utilizaram-se ortoimagens do Sistema Aerotransportado de Aquisição e Pós-processamento de Imagens (Airborne System for Acquisition and Post-processing of Images- SAAPI) com alta resolução espacial (0,39 m) obtidas no levantamento aerofotogramétrico de SC. Os dados consistem de três bandas no visível (0,38 - 0,70 μm), três bandas no infravermelho próximo (0,76 - 0,78 μm) e o Modelo Digital de Superfície. Três metodologias foram desenvolvidas utilizando mineração de dados com algoritmos de árvore de decisão, nos aplicativos InterIMAGE, GeoDMA, WEKA e QGIS. O algoritmo de máquina de vetor suporte (Support Vector Machine- SVM) foi selecionado para a classificação baseada em regiões e por pixel no software Orfeo ToolBox Monteverdi. Testou-se também o software SPT para avaliação e escolha automática dos parâmetros da segmentação das imagens. Os resultados se mostraram satisfatórios para classificar estádios sucessionais da FOM, assim como outras classes de uso e cobertura da terra. As classificações apresentaram um índice Kappa variando entre 0,6 e 0,89. A avaliação condicional das classes referentes aos estádios sucessionais (exatidão e Kappa condicional do produtor e usuário), no geral, foram superiores a 0,5, sendo os melhores resultados obtidos na identificação do estádio inicial e os piores para o estádio médio. A classificação baseada em regiões e a OBIA foram significantemente superiores à classificação pixel a pixel. Estes resultados demonstram o potencial dessas abordagens na extração de informações de imagens de alta resolução espacial, como os provenientes do recobrimento aéreo estadual, bem como, a possibilidade de fornecer subsídios para a implementação de políticas públicas e no monitoramento dos recursos florestais em nível estadual

Através da amostragem de 28 sítios em diferentes estádios de regeneração em uma área de Mata Atlântica contínua, procuramos nesta dissertação contribuir para o entendimento dos mecanismos relacionados às mudanças faunísticas observadas durante o processo de regeneração em florestas tropicais, e, assim, melhor compreender o valor das florestas secundárias para a conservação da biodiversidade tropical. Para isso, na primeira parte da dissertação investigamos a influência da regeneração sobre características de estrutura da floresta e disponibilidade de alimento consideradas importantes para diversos grupos da fauna. Encontramos maior profundidade do folhiço, volume de galhadas e disponibilidade de frutos de uma abundante palmeira de sub-bosque nas florestas mais maduras, enquanto que nas áreas em estádio mais inicial de regeneração encontramos maior conexão da vegetação, biomassa de artrópodes no solo e disponibilidade de frutos no total e da espécie de planta mais abundante no sub-bosque. Essas modificações podem estar relacionadas às mudanças na fauna observadas durante a regeneração florestal. As espécies que dependem de características só encontradas nas matas mais maduras, como espaços abertos para movimentação, maior complexidade do chão da floresta, ou determinados recursos alimentares poderiam encontrar limitações em áreas em estádios mais iniciais de regeneração, ao passo que espécies que não dependem desses recursos poderiam se beneficiar da maior disponibilidade total de alimentos, ou da maior conexão da vegetação para movimentação, encontradas nessas áreas. Na segunda parte do trabalho, avaliamos a influência da regeneração e de características estruturais e de disponibilidade de alimento sobre espécies endêmicas (especialistas de floresta) e não-endêmicas (generalistas de habitat) de pequenos mamíferos terrestres. Como previsto, observamos que um grupo de espécies (generalistas de habitat) prolifera nas áreas mais jovens, enquanto que o outro grupo (especialistas de floresta) foi mais comum, embora de maneira mais sutil, nas áreas mais maduras. Esses padrões foram em parte explicados pelas variáveis mensuradas, principalmente a disponibilidade de recursos alimentares. Aparentemente, as espécies generalistas estão se beneficiando da maior disponibilidade de alimentos encontrada nas áreas em estádio mais inicial de regeneração, enquanto que as especialistas possuem maior capacidade de ocupação das áreas mais maduras, onde esses recursos são mais escassos. Portanto, esses resultados sugerem um compromisso (trade-off) entre capacidade competitiva e capacidade de utilização de recursos 101 abundantes, como prevê o mecanismo de nicho sucessional, proposto inicialmente para explicar a sucessão de espécies vegetais. As características encontradas nas florestas mais jovens favoreceram a proliferação de espécies de pequenos mamíferos terrestres generalistas de habitat. Entretanto, o efeito positivo da regeneração florestal sobre as espécies especialistas, de maior interesse para a conservação, foi menos acentuado, de forma que as florestas secundárias abrigaram uma assembléia de pequenos mamíferos terrestres rica, podendo, portanto, representar um importante instrumento de aumento de área e conectividade em paisagens altamente modificadas, como as encontradas na Mata Atlântica. Entretanto, esses resultados não reduzem o valor das florestas maduras, principalmente em paisagens fragmentadas e para grupos mais sensíveis da fauna. Essas florestas devem ser protegidas, assim como deve ser garantida (e se preciso auxiliada) a regeneração das florestas secundárias, para que possam adquirir em longo prazo as condições necessárias à manutenção das espécies e dos grupos de espécies da fauna mais severamente afetados pela secundarização das florestas tropicais. / By sampling 28 sites in different regeneration stages in a continuous Atlantic forest area, in this master thesis we aimed to contribute to the understanding of the mechanisms associated with the wildlife changes observed during tropical forest regeneration, and thereby better understand the value of secondary forests for the conservation of tropical biodiversity. In the first part of the thesis we investigated the influence of regeneration on aspects of forest structure and food availability considered to be important to several wildlife groups. We found deeper leaf litter, and higher woody debris volume and fruit availability of an abundant understorey palm in the older-growth areas, while in areas in earlier stages we found higher vegetation connection, higher ground-dwelling arthropod biomass, total fruit availability, and availability of fruits of the most abundant understorey plant species. These modifications may be related to the wildlife changes observed during forest regeneration. Species that rely on features only found in older-growth forests, such as open space for movement, higher complexity of the forest floor, or certain food resources, could find limitations in younger forests, whereas species which do not depend on these resources could benefit from the higher total food availability, or higher 102 vegetation connection for movements, found in these areas. In the second part of the study, we assessed the effect of regeneration and of structural attributes and food availability on endemic (forest specialist) and non-endemic (habitat generalist) terrestrial small mammal species. As expected, we found that a group of species (habitat generalists) proliferate in younger areas, while the other group (forest specialists) is more common, although more subtly, in older-growth areas. These patterns were partly explained by the measured variables, especially food availability. Apparently, the generalist species are benefiting from the increased food availability found in younger forests, while specialist species have greater ability to occupy older-growth areas, where these resources are scarcer. Therefore, our data suggest a trade-off between competitive ability and ability to use abundant resources, as predicted by the successional niche mechanism, initially proposed to explain the succession of plant species. The characteristics observed in younger forests favored the proliferation of habitat generalist terrestrial small mammals. However, the positive effect of forest regeneration on specialist species, of more conservation concern, was less pronounced, so that the secondary forests harbored a rich terrestrial small mammal assemblage, and may therefore be an important tool to increase the area and connectivity in highly modified landscapes, such as those found in the Atlantic forest. However, these results do not diminish the value of old-growth forests, especially in fragmented landscapes and for more sensitive wildlife groups. These forests should be protected, as well as the regeneration of the secondary forests should be guaranteed (and assisted, if necessary), so that these areas could acquire in the long term the necessary conditions to maintain the species and the groups of species most adversely affected by the secondarization of the tropical forests.