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Aplicação da lógica fuzzy na identificação de fragmentos florestais com potencial para conservação

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Previous issue date: 2015-04-30 / O Bioma Mata Atlântica destaca-se pela sua biodiversidade, e ainda, por ser um dos biomas mais ameaçados do planeta. O estado do Espírito Santo, que está localizado em sua totalidade sob domínio do Bioma Mata Atlântica, possui cerca de 12,2% de remanescentes florestais. A fragmentação florestal é impulsionada pela atividade desordenada de uso e ocupação da terra e pelo crescimento populacional. Os aspectos mais graves do processo de fragmentação florestal são o efeito de borda e a perda da biodiversidade. Os corredores ecológicos surgem como alternativa para mitigar os efeitos da fragmentação florestal permitindo entre eles fluxo gênico de fauna e flora e a recolonização de áreas degradadas. Com o intuito de somar esforços à proteção e ao manejo deste bioma, o presente trabalho teve como objetivo mostrar que a lógica Fuzzy pode ser utilizada na identificação de fragmentos florestais que sugerem maior conservação do ponto de vista das métricas da ecologia da paisagem, bem como propor corredores ecológicos na bacia hidrográfica do rio Itapemirim dentro limites do estado do Espírito Santo. O mapeamento dos fragmentos florestais foi realizado por meio de técnicas de Sensoriamento Remoto utilizando imagens do sensor Landsat 8, obtidas gratuitamente através do site da instituição United States Geological Survey (USGS), empregando técnicas de classificação supervisionada. Para o cálculo dos índices de ecologia, foi utilizado o aplicativo computacional ArcGis 10.2, por meio da extensão de domínio público V-LATE 2.0. Após o mapeamento dos fragmentos verificou-se a acurácia por meio do índice Kappa (82,03%) e pelo valor de Exatidão Global (91,90%), validando assim classificação. Foram identificados 11.749 fragmentos, que representam 22% de cobertura florestal na área de estudo. Os fragmentos mapeados foram divididos em classes de tamanho. Os fragmentos (< 5 ha) foram encontrados em maior número, 8.394, seguidos pelos fragmentos de (5 - 10 ha), 1.581, (10 - 50 ha), 1.414, (50 - 100 ha), 204, (100 - 300 ha), 105, (> 300 ha), 51. O número de fragmentos apresentou relação inversa com sua contribuição em área. Na avaliação dos índices métricos da paisagem florestal foram empregados os grupos de métricas de área, densidade e tamanho, forma, proximidade e área central, sendo este último obtido para diferentes simulações de efeito de borda (40, 60, 100, 120, 140 e 200 m). Todos os índices apresentaram diferenciações quando observadas as classes de tamanho dos fragmentos, sinalizando que, os fragmentos das classes de tamanho (100 - 300 ha) e (> 300 ha), apresentam métricas com atributos espaciais que sugerem maior grau de conservação. Para cálculo do potencial espacial dos fragmentos florestais foi utilizada lógica Fuzzy. As funções de pertinência empregadas foram Fuzzy Small, para as variáveis, distância média do vizinho mais próximo, índice de forma e dimensão fractal, e a função de pertinência Fuzzy Large, para as variáveis, área central, área do vizinho mais próximo e área do fragmento. As variáveis foram combinadas por meio do operador Fuzzy Gamma para representar o potencial espacial dos fragmentos. Foram identificados e selecionados 10 fragmentos com maior potencial. Em seguida, utilizando a metodologia de distância de menor custo, os fragmentos potenciais foram conectados, utilizando 196 fragmentos e 95 corredores. Os corredores totalizaram 70.879,65 m de comprimento, com comprimento médio de 746,10 m, apresentando largura média de 74,61 m. Foram conectados 206 fragmentos, 24,72% da área total dos fragmentos remanescentes na bacia hidrográfica do rio Itapemirim. Os fatores considerados neste estudo como alto custo, ou impedância para implantação do corredor, representaram 1,71% da área total conectada / The Atlantic Forest biome is notable for its biodiversity, and also as one of the most
threatened biomes on the planet. The state of Espírito Santo, which is located in its
entirety under the control of the Atlantic Forest biome, has about 12.2% of remaining
forests. Forest fragmentation is driven by the uncontrolled activity of land use and
land occupation and population growth. The most serious aspects of forest
fragmentation process are the edge effect and the loss of biodiversity. The ecological
corridors are an alternative to mitigate the effects of forest fragmentation between
them allowing gene flow of fauna and flora and the recolonization of degraded areas.
In order to join efforts to the protection and management of this ecosystem, this study
aimed to show that the Fuzzy logic can be used to identify forest fragments that
suggest greater conservation from the perspective of landscape ecology metrics and
propose ecological corridors in the catchment area of the river Itapemirim within state
boundaries of the Espírito Santo. The mapping of forest fragments was carried out by
means of remote sensing techniques using Landsat 8 sensor, available free of
charge through the website of the institution United States Geological Survey
(USGS) using supervised classification techniques. To calculate the indexes of
ecology, the computer application ArcGis 10.2 was used, by extending V-LATE 2.0
public domain. After mapping of fragments verified the accuracy through Kappa
(82.03%) and Global accuracy (91.90%), thus validating classification. 11,749 were
identified fragments, representing 22% of forest cover in the study area. The
fragments were mapped divided into size classes. The fragments (< 5 ha) were found
in greater numbers, 8.394, followed by fragments (5.-10 ha), 1.581 (10 - 50 ha),
1.414, (50 -100 ha), 204 (100-300 ha), 105 (> 300 ha), 51. The number of fragments
showed an inverse relationship with its contribution in the area. The evaluation of
metric indices of forest landscape was employed with area groups of indexes; density
and size, shape; proximity and central area, the latter being obtained for different
edge effect simulation (40, 60, 100, 120, 140 and 200 m). All indexes showed
differences when observing the fragments of size classes, signaling that the
fragments of the size classes (100 - 300 ha) and (> 300 ha) have metrics with spatial
attributes that suggest a greater degree of conservation. To calculate the spatial
potential of forest fragments was used fuzzy logic. The membership functions were
employed Fuzzy Small, for the variables, average distance from the nearest
neighbor, shape index and fractal dimension, and the membership function Fuzzy
Large, for the variables, central area, nearest neighbor area and area fragment. The
variables were combined by means of Fuzzy Gamma operator to represent the
potential space fragments. Selected and identified 10 fragments with the greatest
potential. Then, using the lowest cost approach distance of the potential fragments
were connected using fragments of 196 and 95 corridors. Runners totaled 70,879.65
m in length, with average length of 746.10 m, with an average width of 74.61 m. 206
fragments were connected, 24.72% of the total area of the remaining fragments in
the catchment area of the river Itapemirim. Factors considered in this study as high
cost, or impedance to implementation of the corridor, represented 1.71% of the total
connected area.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace2.ufes.br:10/5061
Date30 April 2015
CreatorsThiago, Carlos Roberto Lima
ContributorsPezzopane, José Eduardo Macedo, Santos, Aureo Banhos dos, Ferrari, Jeferson Luiz, Santos, Alexandre Rosa dos
PublisherUniversidade Federal do Espírito Santo, Mestrado em Ciências Florestais, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, UFES, BR
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Formattext
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFES, instname:Universidade Federal do Espírito Santo, instacron:UFES
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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