Detecção de mudanças de uso e cobertur da terra por imagens de nanossatélites : estudo de caso do entorno da Aldeia Verdadeira (Anhetenguá) - Porto Alegre - RS

Abstract

As Terras Indígenas (TI) e Unidades de Conservação (UCs), nas suas mais variadas categorias, integram um instrumento de conservação e preservação dos recursos naturais, denominado de Área Protegidas. No Bioma Amazônia estas áreas funcionam como inibidoras de desmatamento. A Aldeia Verdadeira (Tekoá Anhetenguá) localiza-se em uma região periurbana do município de Porto Alegre, RS, sobreposta à zona de amortecimento e áreas de uso especial de quatro UCs. O objetivo geral desta dissertação é analisar mudanças no uso e cobertura da terra a partir de imagens de nanossatélites, por meio da aplicação de métodos de detecção de mudanças no entorno dessa aldeia. Utilizou-se uma série temporal de imagens, de agosto de 2016 a agosto de 2018, dos nanossatélites da constelação PlanetScope, com alta resolução espacial, radiométrica e com tempo de revisita diária. Foram realizadas composições temporais de 10, 15 e 30 dias de Composição de Máximos Valores (CMV) de Índice de Vegetação de Diferença Normalizada (NDVI) e, após, essa série temporal foi reconstruída por um filtro Savitzky-Golay, para a análise temporal do comportamento das seguintes classes de uso e cobertura da terra: água, edificações, floresta, solo e vegetação herbácea. Ainda foi realizada a detecção de mudanças pela técnica Change Vector Analysis (CVA), utilizando imagens de 23 de agosto de 2016 e 29 de maio de 2018, e analisado os fatores condicionantes dos processos de degradação e regeneração do uso e cobertura da terra, com base em variáveis ambientais, físicas e sócio-econômicas. Os resultados da filtragem e reconstrução da série temporal apresentaram baixa dispersão em relação à média, indicando que os valores obtiveram ganho de qualidade. Foi possível diferenciar as classes em dois grupos, edificação e solo exposto, com valores de NDVI entre 0,1 a 0,3, e as classes floresta e vegetação herbácea entre valores próximos a 0,6 e 0,8. A CVA demonstrou que os processos de degradação foram mais baixos que os de regeneração, de 1,97% e 4,25%, respectivamente, demonstrando uma boa tendência para a conservação desta zona dos municípios de Porto Alegre e Viamão (RS). Os modelos de regressão tiveram R² de 0,235 para o processo de degradação e R² de 0,824 para regeneração . Nos dois processos de mudança de uso e cobertura da terra o fator condicionante de maior correlação foi a densidade de borda.

The Indigenous Lands (TI) and Conservation Units (UCs), in their most varied categories, are part of an instrument for the conservation and preservation of natural resources, known as the Protected Area. In the Amazon Biome these areas function as inhibitors of deforestation. Aldeia Verdadeira (Tekoá Anhetenguá) is located in a periurban region of the city of Porto Alegre, RS, overlapping the buffer zone and special use areas of four UCs. The general objective of this dissertation is to analyze changes in land use and land cover in nanosatellite images by applying change detection methods around this village. A time series of images from August 2016 to August 2018 of the PlanetScope constellation nanosatellites with high spatial, radiometric resolution and daily revisit time were used. 10, 15 and 30 day temporal compositions of Maximum Values Composition (CMV) of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were performed and after this time series was reconstructed by a Savitzky-Golay filter for the temporal analysis of the behavior of the following land use and land cover classes: water, buildings, forest, soil and herbaceous vegetation. The detection of changes by the Change Vector Analysis (CVA) technique was performed using images from August 23, 2016 and May 29, 2018, and the drives factors of the degradation and regeneration processes of land use and land cover were analyzed, based on environmental, physical and socioeconomic variables. The results of filtering and reconstruction of the time series presented low dispersion in relation to the average, indicating that the values obtained quality gain. It was possible to differentiate the classes into two groups, building and soil, with NDVI values between 0.1 and 0.3, and the classes forest and herbaceous vegetation between values close to 0.6 and 0.8. The CVA showed that the degradation processes were lower than the regeneration processes, of 1.97% and 4.25%, respectively, showing a good tendency for the conservation of this zone of Porto Alegre and Viamão (RS). Regression models had R² of 0.235 for the degradation process and R² of 0.824 for regeneration. In both land use and land cover change processes, the most correlating drive factor was the edge density.