Mapeamento de áreas susceptíveis à degradação no semiárido brasileiro no contexto de BIG EO DATA

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Silva, Diego Vicente Sperle da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto de Geociências
Programa de Pós-Graduação em Geografia
UFRJ
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/28861
Resumo: Environmental degradation in semi-arid regions represents one of the greatest challenges to ecological and socioeconomic sustainability on a global scale. In Brazil, the political semiarid region encompasses a significant portion of the national territory and concentrates a considerable population that is vulnerable to climate variability, water scarcity, and the anthropic impact in the local ecosystems. This dissertation aims to contribute to the analysis of susceptibility to land degradation in the Brazilian semiarid by integrating climatic and spectral data within a Big Earth Observation Data framework. The specific objectives are: (i) to automate the integration of spectral and climatic variables in Google Earth Engine through the creation of replicable codes based on time series; (ii) to develop a spatial model capable of mapping susceptibility to degradation using NDVI, LST, and accumulated precipitation; and (iii) to analyze the regional degradation scenario by integrating orbital data with meteorological station records. The adopted methodology is structured around three main axes: temporal analysis of MODIS (LST and NDVI) and CHIRPS variables; weighted overlay modeling in a GIS environment; and integration with historical temperature and precipitation series from INMET (1993–2024). The results revealed heterogeneous spatial patterns of susceptibility, with emphasis on three critical nuclei: northern Bahia, Angicos-Seridó, and the backlands of Ceará— areas consistent with previously identified desertification hotspots in the literature. The analysis of climate trends showed that over half of the meteorological stations analyzed exhibit both increasing mean temperatures and decreasing precipitation in recent decades, indicating a trend toward aridification. The use of remote sensing tools under a time-first paradigm proved effective in identifying temporal patterns of degradation, while the developed spatial model contributes to the diagnosis and continuous monitoring of the study area. The approach adopted advances methodological frameworks for the use of Big EO Data in Geography and provides technical support for the development of public policies aimed at mitigating environmental degradation in semiarid regions of Brazil and beyond.
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The specific objectives are: (i) to automate the integration of spectral and climatic variables in Google Earth Engine through the creation of replicable codes based on time series; (ii) to develop a spatial model capable of mapping susceptibility to degradation using NDVI, LST, and accumulated precipitation; and (iii) to analyze the regional degradation scenario by integrating orbital data with meteorological station records. The adopted methodology is structured around three main axes: temporal analysis of MODIS (LST and NDVI) and CHIRPS variables; weighted overlay modeling in a GIS environment; and integration with historical temperature and precipitation series from INMET (1993–2024). The results revealed heterogeneous spatial patterns of susceptibility, with emphasis on three critical nuclei: northern Bahia, Angicos-Seridó, and the backlands of Ceará— areas consistent with previously identified desertification hotspots in the literature. The analysis of climate trends showed that over half of the meteorological stations analyzed exhibit both increasing mean temperatures and decreasing precipitation in recent decades, indicating a trend toward aridification. The use of remote sensing tools under a time-first paradigm proved effective in identifying temporal patterns of degradation, while the developed spatial model contributes to the diagnosis and continuous monitoring of the study area. The approach adopted advances methodological frameworks for the use of Big EO Data in Geography and provides technical support for the development of public policies aimed at mitigating environmental degradation in semiarid regions of Brazil and beyond.A degradação ambiental em regiões semiáridas representa um dos maiores desafios para a sustentabilidade ecológica e socioeconômica em escala global. No Brasil, o semiárido político ocupa uma porção significativa do território e concentra uma população considerável, que está susceptível às oscilações climáticas, à escassez hídrica e à pressão antrópica dos ecossistemas presentes na região. Esta tese tem como objetivo geral contribuir para a análise da susceptibilidade à degradação no semiárido brasileiro, articulando dados climáticos e espectrais em ambiente de Big Earth Observation Data. Os objetivos específicos compreendem: (i) automatizar a integração de variáveis espectrais e climáticas no Google Earth Engine por meio da criação de códigos replicáveis com base em séries temporais; (ii) elaborar um modelo espacial que permita o mapeamento da susceptibilidade à degradação com base em NDVI, LST e precipitação acumulada; e (iii) analisar o panorama regional da degradação a partir da integração entre dados orbitais e dados de estações meteorológicas. A metodologia adotada fundamenta-se em três eixos: análise temporal de variáveis MODIS (LST e NDVI) e CHIRPS; modelagem por sobreposição ponderada em ambiente SIG; e integração com séries históricas de temperatura e precipitação do INMET (1993-2024). Os resultados demonstraram padrões espaciais heterogêneos de susceptibilidade, com destaque para três núcleos críticos: norte da Bahia, Angicos-Seridó e sertão do Ceará, compatíveis com núcleos de desertificação previamente identificados na literatura. A análise das tendências climáticas revelou que mais da metade das estações meteorológicas analisadas apresentam simultaneamente aumento de temperatura média e redução da precipitação nas últimas décadas, indicando uma trajetória de aridização. A utilização de ferramentas de sensoriamento remoto em paradigma time-first mostrou-se eficaz na identificação de padrões temporais de degradação, enquanto o modelo espacial desenvolvido contribui para o diagnóstico e o monitoramento da área de estudo. A abordagem adotada promove avanços metodológicos no uso de Big EO Data em Geografia e fornece subsídios técnicos para a formulação de políticas públicas voltadas à mitigação da degradação ambiental em regiões semiáridas do Brasil e do mundo.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto de GeociênciasPrograma de Pós-Graduação em GeografiaUFRJCruz, Carla Bernadete Madureirahttps://lattes.cnpq.br/9528610534584200https://lattes.cnpq.br/0077322835566240Barros, Rafael Silva deVicens, Raúl SánchezAlmeida, Paula Maria Moura deCarvalho, Marcus Vinicius Alves deSilva, Diego Vicente Sperle da2026-03-13T18:08:50Z2026-03-15T03:00:15Z2025-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSILVA, Diego Vicente Sperle da. Mapeamento de áreas susceptíveis à degradação no semiárido brasileiro no contexto de BID EO DATA. 232 p. Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2025.http://hdl.handle.net/11422/28861porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2026-03-15T03:00:15Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/28861Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2026-03-15T03:00:15Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
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description Environmental degradation in semi-arid regions represents one of the greatest challenges to ecological and socioeconomic sustainability on a global scale. In Brazil, the political semiarid region encompasses a significant portion of the national territory and concentrates a considerable population that is vulnerable to climate variability, water scarcity, and the anthropic impact in the local ecosystems. This dissertation aims to contribute to the analysis of susceptibility to land degradation in the Brazilian semiarid by integrating climatic and spectral data within a Big Earth Observation Data framework. The specific objectives are: (i) to automate the integration of spectral and climatic variables in Google Earth Engine through the creation of replicable codes based on time series; (ii) to develop a spatial model capable of mapping susceptibility to degradation using NDVI, LST, and accumulated precipitation; and (iii) to analyze the regional degradation scenario by integrating orbital data with meteorological station records. The adopted methodology is structured around three main axes: temporal analysis of MODIS (LST and NDVI) and CHIRPS variables; weighted overlay modeling in a GIS environment; and integration with historical temperature and precipitation series from INMET (1993–2024). The results revealed heterogeneous spatial patterns of susceptibility, with emphasis on three critical nuclei: northern Bahia, Angicos-Seridó, and the backlands of Ceará— areas consistent with previously identified desertification hotspots in the literature. The analysis of climate trends showed that over half of the meteorological stations analyzed exhibit both increasing mean temperatures and decreasing precipitation in recent decades, indicating a trend toward aridification. The use of remote sensing tools under a time-first paradigm proved effective in identifying temporal patterns of degradation, while the developed spatial model contributes to the diagnosis and continuous monitoring of the study area. The approach adopted advances methodological frameworks for the use of Big EO Data in Geography and provides technical support for the development of public policies aimed at mitigating environmental degradation in semiarid regions of Brazil and beyond.
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