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Anais 3º Simpósio de Geotecnologias no Pantanal, Cáceres, MT, 16-20 de outubro 2010
Embrapa Informática Agropecuária/INPE, p.477 -484
Mapeando alterações da cobertura vegetal pelo método panamazônia: caso
exemplo do município de Cáceres, MT.
Egidio Arai
Oton Barros
Paulo Roberto Martini
Valdete Duarte
Yosio Edemir Shimabukuro
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais-INPE
Av. dos Astronautas 1758
12227-010 - São José dos Campos, SP, Brasil
{egidio, on, martini, valdete, yosio}@dsr.inpe.br
.
Resumo São descritos os procedimentos metodológicos utilizados no Projeto Panamazônia II. O método
se vale sobremaneira de cenas ortorretificadas GEOCOVER e MODIS geradas pela NASA. Segue-se a fotointerpretação aplicada às imagens criadas por segmentação de arquivos submetidos ao Modelo de Mistura
Espectral. O processo resulta em vetores de grande acurácia e polígonos temáticos sem os deslocamentos
provocados pelo registro de imagens convencionais mesmo corrigidas, mas não ortorretificadas. Resultados
mostram que tanto imagens MSS dos satélites LANDSAT 1 e 2, quanto cenas TM, MODIS e CCDCBERS podem ser interpretadas e suas informações compartimentadas em planos de informação altamente
compatíveis sem deformações geométricas e com registro perfeito entre si. Conclui-se pelo caso exemplo
de Cáceres que análises temporais e multisensores ganham confiabilidades muito consistentes sob ponto de
vista espacial. O procedimento descrito foi seguido para o Estado do Acre com resultados também positivos
e está sendo expandido para todo o Estado do Mato Grosso.
Palavras-chaves: Sensoriamento Remoto, Panamazônia, Florestas
477
Abstract. Panamazonia Project method procedures are here described. We use GEOCOVER and MODIS
ortho-rectified images supplied by NASA. Those images are submitted to segmentation through Mixture
Linear Model using SPRING. After this automatic segmentation a photo-interpreter use raster edition to
correct errors. These procedures generate highly accurate vectors and thematic polygons without geometric
distortions such as those provoked by conventional registering, which correct images but not at the orthorectified level. Results demonstrate that MSS-LANDSAT 1&2 as well as TM, MODIS and CBERSCCD frames can be analyzed and their information can be merged into very compatible PIs without
geometric distortions and with perfect registration. We conclude that for Caceres case, temporal and multisensor analysis can be reached with good confiabillity and consistency in terms of spatial accuracy and
measurements. Those procedures were applied to the forest cover of Acre State and are being expanded to
Mato Grosso State as well.
Key-words: Remote Sensing, Panamazonia, Forestry
1. Introdução e Objetivos
A partir da Conferência Mundial sobre Meio Ambiente, realizada no Rio de Janeiro em
1992, o INPE se propôs a liderar um amplo projeto de monitoramento da floresta Amazônica
da América do Sul tendo como base sua experiência no monitoramento do domínio
amazônico brasileiro. Este projeto que ficou conhecido como Panamazônia envolveu
pesquisadores de todos os países amazônicos gerando tabelas de desflorestamento do
período entre 1980 e 1990 mediante o uso de imagens TM-LANDSAT em papel colorida
na escala de 250.000 (Martini, 1994; Enric, 1994).
O INPE tratou de evoluir sua forma de monitorar seus domínios tropicais entrando
na era digital a partir do ano 2000 de acordo com Duarte (1999). Com esta evolução os
gerentes do Projeto Panamazônia entenderam que deveriam seguir tambem esta evolução
e passaram a redesenhar o Projeto buscando o suporte digital.
Este artigo descreve os procedimentos que foram desenvolvidos e estão sendo
utilizados correntemente no projeto, agora denominado de Panamazônia II. Foi utilizado
neste caso-exemplo o Município de Cáceres no Estado do Mato Grosso, dadas suas
coberturas vegetais diferenciadas e as alterações destas coberturas partir do ano de 1973,
marco inicial do arquivo de imagens usadas no Projeto Panamazônia II.
2. Material e Método
A metodologia parte de premissas básicas: imagens e ferramentas precisam necessariamente
ser livres de custos, públicas, não discriminadas e de distribuição global. Assim tanto as
imagens quanto os softwares usados podem ser baixados sem custos pela internet. O
método só não abre mão do conhecimento demandando times que conhecem Sensoriamento
Remoto e que incluem especialistas em: i) pré-processamento; ii) processamento digital e
iii) foto-interpretação/edição matricial. Equipes com este perfil terão sucesso na aplicação
da metodologia.
2.1. Arquivos Fundamentais
Os arquivos cartográficos básicos são aqueles tornados públicos pela FIBGE onde os
polígonos dos limites municipais brasileiros podem ser baixados.
Arquivos tambem fundamentais são os mosaicos GEOCOVER tornados disponíveis
pela NASA para diversos anos: 1990 2000 e 2005. Ambos são fundamentais, pois tratam478
se de produtos ortorretificados, com precisão geodésica em latitude e longitude. Os
mosaicos GEOCOVER funcionam como âncoras para os demais conjuntos de dados.
Estes dados começam pelas imagens MSS gravadas nos primeiros anos de operação da
série de satélites LANDSAT e cujas imagens foram recuperadas recentemente pelo Centro
de Dados do INPE de Cachoeira Paulista e podem ser baixados livres de custos pela
internet. Outros bancos públicos alimentam o acervo digital utilizados na interpretação
como os arquivos MODIS das plataformas TERRA e AQUA da NASA e as imagens do
INPE gravadas pelos satélites CBERS.
Este pacote de arquivos compõe um amplo painel de imagens multitemporais e de
multisensores que permite abordagens de grande valor científico, econômico e ambiental,
se de acordo com o procedimento e as classes temáticas descritas nos itens seguintes.
2.2. Procedimentos
O acervo de imagens coletado e corrigido é submetido ao crivo do Modelo Linear de
Mistura Espectral donde 3 imagens minimalistas em termos radiométricos são geradas.
Cada uma delas tem atributos bem específicos referentes ao solo, à vegetação e à água
superficial. Aquelas que contem os melhores atributos referentes ao desflorestamento e
seus descendentes, tipo rebrotas e culturas, são segmentadas em oito classes segundo
limiares palatáveis a computadores de mesa. Esta segmentação passa então para a parte
principal: o foto-intérprete experiente que pratica a edição matricial. Nesta situação o
procedimento pratica um novo tipo de reconhecimento: o reconhecimento inteligente de
padrões dentro do qual os erros de omissão ou comissão perdem o sentido, porque as
classificações serão muito próximas de 100%. Os baixíssimos percentuais de erro serão
corrigidos por etapas de campo sempre discretas, mas necessárias, nos primeiros casos
exemplos como este. Nestas etapas de campo suporte amigável muito importante tem
sido aquele fornecido pelo Google_earth.
2.3. Classes Temáticas Mapeadas
As classes segmentadas e editadas pelo foto-intérprete no Projeto Panamazônia II podem
chegar a 11, quando se incluem dois biomas (Cerrado e Amazônia) além das áreas de
queimada e das áreas ocupadas por agricultura. Os temas nesta condição são os seguintes:
-Desflorestamentos plurianuais no bioma floresta.
-Rebrotas no bioma floresta (2 idades).
-Desmatamentos plurianuais no bioma cerrado.
-Regenerações no bioma cerrado (2 idades).
-Floresta.
-Cerrado.
-Áreas agrícolas.
-Áreas queimadas.
-Hidrografia.
Neste caso de Cáceres as classes se referem mais predominantemente ao bioma
Cerrado. Assim as classes mapeadas somaram nove temas de acordo com a legenda da
Figura 1. Áreas de queimadas não foram identificadas na imagem MODIS analisada.
Cabe assinalar entretanto que no caso do Estado do Acre este tema “áreas queimadas” foi
mapeado com sucesso de acordo com Shimabukuro et al. (2009).
479
Figura 1. Classes temáticas utilizadas para mapear a cobertura vegetal no Município de
Cáceres.
3. Resultados
A Figura 2 sintetiza o conjunto de imagens públicas disponíveis no acervo do INPE
para o município de estudo, sendo utilizado o limite de município disponibilizado pelo
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), bem como para todos os municípios
do domínio panamazônico cobertos por estações de satélites operadas pelo Instituto.
Figura 2. Banco de magens públicas sobre o Município de Cáceres inclui cena MSS480
LANDSAT-2 de 1978 (a), GEOCOVER de 1990 (b), GEOCOVER 2000 (c) e MODIS
2009 (d).
Como pode ser observado, o conjunto de cenas compõe um importante painel
temporal do período compreendido entre 1978 e 2009. As medidas tomadas sobre as
imagens ortorretificadas indicaram com precisão o crescimento da ocupação da terra no
período analisado. A Figura 3 mostra comparativamente as imagens consolidadas para os
anos de 1990 e 2000 quando o avanço da ocupação foi mais intenso.
Figura 3. Quadro comparativo da ocupação entre os anos de 1990 e 2000 no Município
de Cáceres.
Da leitura das Figuras 2 e 3 pode-se inferir que no período compreendido entre os
anos de 1990 e 2000 aconteceram fortes intervenções na cobertura vegetal do Município
de Cáceres. A Figura 4 demonstra porem que o paisagismo nativo do município foi
mantido na maior parte de sua área.
481
Figura 4. Mapa de Cáceres para o ano de 2009 tendo como suporte imagens ortorretificadas
do sensor MODIS. A cor verde corresponde ao domínio preservado dos biomas no
município.
As análises multi-temporais e multi-sensores foram submetidas à verificações em
campo ao final da estação chuvosa do ano de 2010. A Figura 5 é um exemplo desta
verdade terrestre e mostra a situação recente (maio-2010) onde a área de pastagem
instalada em 2000 se mantém bem conservada, sem afetar a vegetação natural de várzea.
482
Figura 5. Pastagens que foram mapeadas no mosaico GEOCOVER do ano 2000. Estas
pastagens não foram registradas nos mosaicos de 1980 e 1990. Nesta foto de maio de
2010 os pastos estão conservados tendo ao fundo a floresta natural de várzea. Área situada
no sopé da Serra das Araras, próxima da cidade de Cáceres.
Resultados quantitativos, detectados por sensores orbitais e estudados pelo Método
Panamazônia, sobre mudanças na cobertura vegetal do município, ao longo de trinta anos,
estão apresentados na Tabela 1.
Tabela 1. Distribuição espacial e plurianual dos temas mapeados neste trabalho.
Tema
Área (ha.)
Cerrado 2009
1.844.459
Hidrografia 2009
23.632
Desmatamento_Cerrado 1980
19.110
85.872
240.688
30.309
Fragmentos_Cerrado 2009
15.568
Cerrados 2000 Regenerado1
32.877
Cerrados 2000 Regenerado2
154.847
Área total dos temas
2.448.470
Área oficial de Cáceres
2.398.399
Cabe salientar, de acordo com a tabela acima, que a maior parte da área municipal foi
estudada. Merece também destaque o fato de que os espaços pantaneiros não compõem,
nos mosaicos estudados, compostos de imagens gravadas durante a estação das secas, o
principal tema ambiental do município uma vez que o tema “hidrologia” em termos de
área não é o maior. Uma constatação também interessante é que os cerrados recuperam
assinaturas originais nas imagens orbitais em até dez anos enquanto este valor é duplicado
e mesmo triplicado quando estudado no bioma Amazônia segundo observações de campo
483
consolidadas para o Estado do Acre, descritas no site: http://www.dsr.inpe.br/panamazon.
htm
4. Conclusões
Conclui-se através do caso exemplo de Cáceres que análises temporais e multi-sensores
ganham confiabilidades muito consistentes sob ponto de vista espacial quando submetidas
ao Método Panamazônia. Sendo as imagens e os mapas resultantes ortorretificados,
os resultados podem ser integrados a outros bancos com igual qualidade geográfica e
espacial, evitando-se as distorções que impedem constantemente o diálogo e a integração
de acervos e arquivos. Cumpre salientar, ao final, que o procedimento descrito foi seguido
para o Estado do Acre com resultados também positivos. Ele está em expansão para todo
os estados da Amazônia brasileira e com reais atributos para ser exercido no domínio
tropical da América do Sul, na África equatorial (Duarte et al., 2007) e na Oceania
(Martini, 2010).
5. Referências
Arai, E.; Adami, M.; Freitas, R. M.; Shimabukuro, Y. E.; Rao, V. B.; Moreira, M. A. Análise de séries
temporais MODIS e TRMM nas áreas de caatinga, cerrado e floresta. In: Simpósio Brasileiro de
Sensoriamento Remoto, 14., 2009, Natal. Anais... São José dos Campos: INPE, 2009. p. 5081-5088.
DVD, On-line. ISBN 978-85-17-00044-7. (INPE-15814-PRE/10424). Disponível em: <http://urlib.net/
dpi.inpe.br/sbsr@80/2008/11.17.19.53.52>.
Duarte, V. Metodologia para criação do Prodes Digital e do banco de dados digitais da Amazônia:
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urlib.net/sid.inpe.br/ jeferson/2003/06.09.13.55>.
Duarte, V.; Martini, P. R.; Shimabukuro, Y. E.; Freitas, R. M.; Arai, E. Monitoramento do
desflorestamento em escala global: uma proposta baseada nos projetos PRODES Digital e DETER. In:
Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 13., 2007, Florianópolis. Anais... São José dos Campos:
INPE, 2007. p. 6687-6694. CD-ROM; On-line. ISBN 978-85-17-00031-7. (INPE-16340-PRE/10919).
Disponível em: <http://urlib.net/dpi.inpe .br/sbsr@80/2006/11.22.18.50>.
ENGREF. Projet Panamazonia Première Phase. École Nationale de Genie Rural dês Eaux et des Forets,
Centre de Kourou, Guiane Française. Setembre, 1994.
Enric. A Source Book on Tropical Forest Mapping and Monitoring through Satellite Imagery: the
Status of Current International Efforts. Environmental and Natural Resources Information Center.
Arlington, VA. June, 1994.
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Remote Sensing Symposium. SELPER-Society of Latin America Remote Sensing Specialists. Cartagena
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Projeto Panamazônia na web: http://www.dsr.inpe.br/panamazon.htm
Shimabukuro, Y. E. ; Duarte, Valdete ; Arai, Egídio ; Freitas, R. M. ; Martini, P. R. ; Lima, André .
Mapping and monitoring land cover in acre state, Brazilian Amazônia, using multitemporal remote
sensing data. In: IGARSS 2009, 2009, Cape Town. IIEEE International Geoscience & Remote Sensing
Symposium, 2009. v. 1. p. 1-2.
484

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