Desenvolvimento e avaliação de uma metodologia para detecção de mudanças na cobertura vegetal do semi-árido

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Francisco Dario Maldonado
• Orientador(a): João Roberto dos Santos
• Banca de defesa: Antônio Roberto Formaggio, Marisa Dantas Bitencourt, Antonio Alfonso Fernandéz Manso, Iêdo Bezerra Sá
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: In this work a methodology for the change detection in vegetation cover of semi-arid region was developed, using multi-temporal images of TMLandsat, in the red spectral band. In order to implement operationally this methodology two digital techniques were developed. These techniques do not need to make use of images with atmospheric correction for the generation of change maps. We used the simple concept of "radiometric axis of no change", which allows to control the digital algorithm of change detection, using field information for the labeled samples. These techniques were called Radiometric Rotation Controlled by Axis of No Change (RCEN) and Radiometric Rotation Controlled by Accuracy Index (RCIA). These techniques extract samples of radiometric values from multi-temporal images, establishing parameters that allow rotating the radiometric values of the images, to generate the change detection image. Afterwards a slicing is made and labeled from the detected image, what, on the basis of field information, allows the generation of a final map of changes. In order to validate the capacity of those techniques it was made a comparison results from the Simple difference with the Principal Components Analysis (PCA). The selected areas for this study are located in the central region of the Brazilian semi-arid tropic (Quixaba-PE) (these different periods were analysed between 1984 and 2001) and in the center-west region of the Argentinean semi-arid (Valle Fértil - San Juan), in the timeframe of 1987- 2001. Four classes of changes and one of no-change were defined in this multitemporal analysis, and the thematic accuracy was evaluated, considering the matrix of confusion and Kappa analysis. Consistent results were obtained with the RCEN technique (total accuracy > 87% and K index > 0.70 in average), maintaining significant performance in all the investigated time intervals. The methodology developed in this thesis reduces the complexity of the digital procedure of images, and that it besides that it allow to the spatial representation on dynamics of use and land cover, in the semi-arid region. The cartography of these changes is extremely necessary to the planning of land use and conservation of the natural resources of the so-called region "South American semi-arid diagonal".
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2004/11.24.09.33

Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia para detecção de mudanças na cobertura vegetal do semiárido, utilizando imagens multitemporais do TMLandsat, na banda espectral do vermelho. Para implementar operacionalmente esta metodologia foram desenvolvidas duas técnicas digitais, que não precisam fazer uso de imagens com correção atmosférica, para a geração dos mapas de mudanças. A abordagem empregada faz uso do conceito simples do eixo radiométrico de não mudança, o qual permite controlar o algoritmo digital de detecção de mudanças, utilizando informações de campo para as amostras rotuladas. Estas técnicas foram chamadas de Rotação radiométrica controlada por eixo de não mudança (RCEN) e Rotação radiométrica controlada por índice de acurácia (RCIA). Estas técnicas extraem das imagens multitemporais os valores radiométricos das amostras, estabelecendo parâmetros que permitem rotacionar a radiometria das imagens, para gerar a imagem detecção de mudanças. Posteriormente é feito um fatiamento e rotulação dessa imagem detecção que, baseados em informações de campo, permitem gerar o mapa final de mudanças. Para validar a capacidade dessas técnicas foi feita uma comparação com os resultados das técnicas Diferença simples e Análise por componentes principais (ACP). As áreas selecionadas para este estudo estão situadas na região central do trópico semiárido brasileiro (Quixaba-PE) com análise em três distintos períodos entre 1984 e 2001 e, na região centro-oeste do semiárido argentino (Valle Fértil - San Juan), no período de 1987-2001. Quatro classes de mudanças e uma de não mudança foram definidas nessa análise multitemporal, cuja acurácia temática foi avaliada através da matriz de confusão e análise Kappa. A técnica RCEN foi aquela que obteve os resultados mais consistentes (acurácia total > 87% e índice K > 0.70 em valores médios), mantendo significativo desempenho em todos os intervalos de tempo investigados. O procedimento metodológico desenvolvido neste trabalho diminui a complexidade do processamento digital de imagens, além de permitir a espacialização da dinâmica de uso e cobertura da terra na região do semi-árido. A cartografia dessas mudanças é extremamente necessária ao planejamento de uso e conservação dos recursos naturais da região denominada diagonal semi-árida sul-americana.