Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPECurso de Pôs Graduação em Sensoriamento Remoto

Trabalho final da disciplina de Introdução a Geoprocessamento

“FERRAMENTA WEB-GIS PARA AVALIAR EXATIDÃO DE

MAPEAMENTO DE DESMATAMENTO NA AMAZÔNIA LEGAL

BRASILEIRA.”

Profs.: Dr. Antônio M. Monteiro e Dr. Claudio F. BarbosaAluno: Luis Eduardo P. Maurano

Junho/2016

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Contextualização: PRODES

Levantamento anual e sistemático feito desde 1988 para calcular a Taxa de Desmatamento na Amazônia Legal

Detecta exclusivamente desmatamentos tipo corte raso superiores a 6.25 ha

Utiliza aprox. 220 imagens/ano dos satélite Landsat, com resolução de espacial 30m

Produz e divulga na internet a taxa anual, imagens, mapas vetoriais e tabelas

Número oficial do governo e que fornece subsídio às posições brasileiras nas Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima e demais políticas públicas

Projeto integrante do PPCDAM14/06/2016 2

Desmatamento para o PRODES: corte raso

~230 cenas

Landsat/ano14/06/2016 3

Principais objetivos do PRODES: 1) Taxa anual de desmatamento

2) Mapa anual do desmatamento

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Problema:

Apesar da série histórica do projeto PRODES ter mais de 25 anos, até hoje não se realizaram estudos de larga escala para aferir e contabilizar os erros e incertezas encontrados nos mapeamentos, bem como, divulgar sua exatidão global.

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Problema:Quais opções de avaliação são possíveis em um projeto que mapeia aproximadamente 4 milhões de km2/ano ?Abordagem tradicional: Amostrar um conjunto de pontos e visita-los localmente. Quantos pontos amostrar ? Onde ? Qual o custo financeiro, tempo, RH e logística envolvidos no processo ?

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Contextualização da solução proposta :

Projeto Monitoramento Ambiental por Satélite no Bioma Amazônia (MAS-BNDES) – Sub projeto: Mapeamento do uso e cobertura da terra na Amazônia legal.

Objetivo: Realizar o mapeamento de incerteza do PRODESpara o ano de 2014 através de imagens de alta resolução.

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Solução proposta:

Desenvolver um sistema alternativo para avaliação “à

distância” de mapeamentos temáticos que envolvam uso e cobertura da terra, feitos com uso de imagens de sensoriamento remoto de recursos naturais, baseado em ferramenta WEB-GIS, ambiente Google Maps e séries temporais EVI/NDVI-MODIS.

Diagrama OMT-G do trabalho14/06/2016 8

Usuário

Interface WEB – Google Maps JavaScript API/PHP

SGBD – Objeto Relacional

PostGIS/OGC

Séries Temporais MODIS

API WTSS

Recorte de Imagens

Satélites - KML

Polígonos

PRODES

Pontos

AmostraisTiles

Landsat 8

Tiles

RapidEye

Gráficos

NDVI

Arquitetura do sistema:

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Tecnologias básicas utilizadas:

API JavaScript do Google Maps: permite customizar aplicação utilizando o Google Maps.

Sistema Gerenciador de Banco de Dados Objeto-Relacional com extensão espacial (SGBD-OR): PostGIS.

Web Time Series Service (WTSS): API Java Script para extração e plotagem de séries temporais MODIS.

GDAL: Utilizada para realizar os recortes das imagens Landsat8/OLI e RapidEye.

Linguagem PHP (Hypertext Preprocessor) e Java Script: para construção das páginas web.

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Interface principal do sistema

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Sorteio dos pontos amostrais: Cálculo do tamanho amostral (Binomial)

� =�����

�

n = número elementos amostrais (pontos)a = nível de significância E = erro de amostragem (E) p = proporção de pontos corretosq = 1- p ou proporção de erros Z = valor crítico tabelado da função normal padrão, para α

Foram considerados:

1. Amostragem aleatória estratificada

2. Área desmatada (usou dependência espacial entre os desmatamentos 2014 e os desmatamentos acumulados nos anos anteriores)

3. Área com floresta

4. Divisa dos estados14/06/2016 12

Sorteio dos pontos amostrais: 4518 pontos sorteados sobre a base do PRODES 2014, sendo 2259 pontos da classe floresta

e 2259 da classe desmatamento 2014

Floresta

Desmatamento

502 pontos por estado14/06/2016 13

Ferramenta de validação:

Pontos amostrais para validação

Imagens auxiliares do L8 e RapidEye

Série temporal NDVI Terra/Modis

Google Maps

Seleção pontos

Formulário classificação

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Polígono PRODES 2014 sobreposto a imagem L8 de ago/2013, evidenciando área ainda com cobertura florestal

Polígono PRODES 2014 sobreposto a imagem L8 de ago/2014, evidenciando corte raso na área entre 2013 e 2014

Queda NDVI no final de 2013 e 2014, comprova conversão da área

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Polígono PRODES 2014 sobreposto a imagem RapidEye de 2014, evidenciando corte raso na área entre 2013 e 2014

Formulário classificação

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NDVI: Mudança no padrão de uso após desmatamento de 2013/2014

Conclusões:

Em mapeamentos do porte do PRODES, mesmo executado por profissionais experientes e respeitando um rigor metodológico na sua confecção, erros são esperados e encontrados no resultado final.

É importante quantificá-los e informá-los de maneira transparente para garantir parâmetros mínimos de confiabilidade para os mapas gerados.

Em virtude da escala territorial envolvida neste trabalho, missões em campo para aferição da qualidade da informação gerada são dispendiosas financeiramente, pois dependem de logística complicada e também demandam tempo elevado no planejamento e execução.

Método alternativo aqui desenvolvido já foi testado com sucesso em outros projetos similares (Cansat, TerraClass Cerrado).

Seu uso deve ser analisado/encorajado em outros projetos semelhantes que demandem avaliação de exatidão.

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Referências:

Adami, M. et al.; 2012.

Cochran, W.G.; 1977.

Congalton, R.G., & Green, K.; 2009.

Pontius, R.G., & Millones, M.;2011.

Pontius, R.G., & Santacruz, A.; 2014.

Stehman, S.V., & Foody, G.M.; 2009.

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