DINÂMICA DE INCĘNDIOS FLORESTAIS E ALTERAÇŐES BIOFÍSICAS NA AMAZÔNIA E CERRADO BRASILEIROS A PARTIR DE SÉRIES TEMPORAIS DE SENSORIAMENTO REMOTO

Título

lista de autores

NICKOLAS CASTRO SANTANA

Resumo

OS BIOMAS BRASILEIROS SE ADAPTARAM A DIFERENTES PADRŐES DE PRESENÇA OU AUSĘNCIA DO FOGO. DADOS DERIVADOS DE SENSORIAMENTO REMOTO TĘM SIDO UMA DAS PRINCIPAIS BASES PARA A DETECÇĂO DE INCĘNDIOS FLORESTAIS E OS DANOS NA ESTRUTURA DA VEGETAÇĂO ESPECIALMENTE COM O DESENVOLVIMENTO DE SENSORES COM ALTA RESOLUÇĂO TEMPORAL E ESPECTRAL E O ESTABELECIMENTO DE LONGAS SÉRIES CONTÍNUAS. NESSE SENTIDO ESTA TESE BUSCOU APROFUNDAMENTO EM TRĘS PONTOS: (1) QUAL A POTENCIALIDADE DE PRODUTOS DE SENSORIAMENTO REMOTO PARA A DESCRIÇĂO DA DINÂMICA DO FOGO NO BRASIL? (2) COMO DETECTAR CICATRIZES DE QUEIMADAS A PARTIR DE SÉRIES TEMPORAIS EM AMBIENTES AMAZÔNICOS? E POR FIM (3) QUAIS OS DANOS NA VEGETAÇĂO RESULTANTES DA ALTERAÇĂO DO REGIME HISTÓRICO DO FOGO E COMO PODEM SER QUANTIFICADOS POR SENSORIAMENTO REMOTO? PARA AMPLIAR O CONHECIMENTO SOBRE ESSAS QUESTŐES FORAM UTILIZADOS DIVERSOS PRODUTOS DERIVADOS DOS SENSORES MODERATE RESOLUTION IMAGING SPECTRORADIOMETER (MODIS) THEMATIC MAPPER (TM) ENHANCED THEMATIC MAPPER PLUS (ETM+) E OPERATIONAL LAND IMAGER (OLI) ALÉM DE DIVERSOS DADOS ESPACIAIS EM TRĘS ESCALAS: UMA PARA TODO O TERRITÓRIO NACIONAL UMA ÁREA ESPECÍFICA DO CERRADO E DUAS ÁREAS ESPECÍFICAS DA AMAZÔNIA. A METODOLOGIA BÁSICA CONSISTIU NA ANÁLISE DE SÉRIES TEMPORAIS MODIS PARA DETECÇĂO E QUANTIFICAÇĂO DOS EFEITOS DO FOGO. OS RESULTADOS PERMITIRAM CONCLUIR QUE: (1) OS PRODUTOS GLOBAIS MODIS DE DETECÇĂO DE CICATRIZES DE QUEIMADAS APRESENTARAM ALTAS TAXAS DE ERROS DE OMISSĂO NO BRASIL SUPERIORES A 78% EM MÉDIA NO TERRITÓRIO NACIONAL SENDO SEU USO RECOMENDADO APENAS PARA ANÁLISES REGIONAIS OU GLOBAIS. OS PRODUTOS DE QUEIMADAS APRESENTARAM AS MENORES ACURÁCIAS NOS BIOMAS DOS PAMPAS AMAZÔNIA E MATA ATLÂNTICA E AS MAIORES ACURÁCIAS NOS BIOMAS DO CERRADO E DA CAATINGA. APESAR DESTA LIMITAÇĂO O PRODUTO MCD64 PERMITIU DESCREVER O REGIME DO FOGO NO PAÍS AS PRINCIPAIS REGIŐES DE OCORRĘNCIA E A INFLUĘNCIA DA UMIDADE E CLASSE DE VEGETAÇĂO NESTE PADRĂO. FORAM ESTABELECIDAS COMO LIMITE PARA A AÇĂO DO FOGO AS ZONAS SEM ESTIAGEM COMO O OESTE DA AMAZÔNIA E LITORAL LESTE DO BRASIL ASSIM COMO AS ÁREAS DO SEMIÁRIDO NORDESTINO. (2) DENTRE OS MÉTODOS ANALISADOS DE DIFERENÇA SAZONAL E NORMALIZAÇĂO TEMPORAL A NORMALIZAÇĂO PELA MÉDIA DA BANDA ESPECTRAL DO INFRAVERMELHO PRÓXIMO FOI RESPONSÁVEL PELA MAIOR ACURÁCIA NA DETECÇĂO DE CICATRIZES DE QUEIMADAS NA AMAZÔNIA RETIFICANDO A UTILIZAÇĂO DE ALGUNS ÍNDICES ESPECIALIZADOS ORIGINALMENTE PARA VEGETAÇŐES TEMPERADAS COMO O NORMALIZED BURN RATIO (NBR). OUTROS MÉTODOS ANALISADOS COMO A DIFERENÇA SAZONAL E NORMALIZAÇĂO POR ZSCORE APRESENTARAM MELHOR ACURÁCIA QUE IMAGENS ORIGINAIS MAS INFERIOR EM COMPARAÇĂO COM A NORMALIZAÇĂO PELA MÉDIA. (3) A ALTERAÇĂO DA RECORRĘNCIA DO FOGO TEVE INFLUĘNCIA DIRETA NO PADRĂO BIOFÍSICO E FENOLÓGICO DA VEGETAÇĂO NAS ÁREAS DE ESTUDO NA AMAZÔNIA E NO CERRADO. AS VARIÁVEIS DE PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA BRUTA E ALBEDO APRESENTARAM BAIXA REPRESENTATIVIDADE ESPACIAL. AS MUDANÇAS COM MAIOR INCLINAÇĂO DA TENDĘNCIA DO ENHANCED VEGETATION INDEX (EVI) E TEMPERATURA SUPERFICIAL FORAM TANTO RELACIONADAS COM A RECORRĘNCIA DO FOGO QUANTO COM A CLASSE DE USO DA VEGETAÇĂO COMO NAS TERRAS INDÍGENAS. A INCLINAÇĂO DA TENDĘNCIA NO EVI E TEMPERATURA SUPERFICIAL FOI MAIOR NA ÁREA DO CERRADO REFORÇANDO A NECESSIDADE URGENTE DE CONSERVAÇĂO DESTE BIOMA. A PESQUISA ATESTOU A IMPORTÂNCIA DE DADOS DE SENSORIAMENTO REMOTO PARA AVALIAÇĂO DA DINÂMICA DO FOGO E DOS SEUS EFEITOS NA VEGETAÇĂO. A UTILIZAÇĂO DE SÉRIES TEMPORAIS DO SENSOR MODIS PERMITIU TANTO IDENTIFICAR AS ÁREAS QUEIMADAS COM MAIOR ACURÁCIA QUE OUTROS PRODUTOS DISPONÍVEIS QUANTO QUANTIFICAR AS FRAGILIDADES DA VEGETAÇĂO RELACIONADAS AO PADRĂO DE FOGO ATUAL.

Abstract

BRAZILIAN BIOMES HAVE ADAPTED TO DIFFERENT PATTERNS OF PRESENCE OR ABSENCE OF FIRE. DATA DERIVED FROM REMOTE SENSING HAVE BEEN ONE OF THE MAIN TECHNIQUES FOR THE DETECTION OF FOREST FIRES AND DAMAGE TO VEGETATION STRUCTURE ESPECIALLY WITH THE DEVELOPMENT OF HIGH TEMPORAL AND SPECTRAL RESOLUTION SENSORS AND THE ESTABLISHMENT OF LONG CONTINUOUS SERIES. THUS WE INTEND TO FOCUS ON THREE POINTS IN THIS THESIS: (1) WHAT IS THE POTENTIAL OF REMOTE SENSING PRODUCTS FOR THE DESCRIPTION OF FIRE DYNAMICS IN BRAZIL? (2) HOW TO DETECT BURN SCARS FROM REMOTE SENSING TIME SERIES IN AMAZONIAN ENVIRONMENTS? AND FINALLY (3) WHAT DAMAGES IN THE VEGETATION RESULTING FROM THE ALTERATION OF THE HISTORICAL FIRE REGIME AND HOW CAN THEY BE QUANTIFIED BY REMOTE SENSING? IN ORDER TO INCREASE THE KNOWLEDGE ABOUT THESE ISSUES SEVERAL PRODUCTS DERIVED FROM THE MODERATE RESOLUTION IMAGING SPECTRORADIOMETER (MODIS) THEMATIC MAPPER (TM) ENHANCED THEMATIC MAPPER PLUS (ETM+) AND OPERATIONAL LAND IMAGER (OLI) SENSORS WERE USED IN ADDITION TO DIVERSE SPATIAL DATA IN THREE SCALES: ONE FOR THE WHOLE NATIONAL TERRITORY ONE SPECIFIC ÁREA OF THE CERRADO AND TWO SPECIFIC AREAS OF THE AMAZON. THE BASIC METHODOLOGY CONSISTED OF THE ANALYSIS OF MODIS TIME SERIES FOR THE DETECTION AND QUANTIFICATION OF FIRE EFFECTS. THE RESULTS ALLOWED TO CONCLUDE THAT: (1) MODIS GLOBAL BURNED AREA PRODUCTS PRESENTED HIGH OMISSION ERRORS RATES IN BRAZIL HIGHER THAN 78% ON AVERAGE IN THE NATIONAL TERRITORY AND THEIR USE IS RECOMMENDED ONLY FOR REGIONAL OR GLOBAL ANALYZES. THE BURNED AREA PRODUCTS SHOWED THE LOWEST VALUE IN THE BIOMES OF THE PAMPAS AMAZON FOREST AND ATLANTIC FOREST AND THE HIGHEST VALUES IN THE BIOMES OF THE CERRADO AND CAATINGA. IN SPITE OF THIS LIMITATION THE PRODUCT MCD64 ALLOWED TO DESCRIBE THE FIRE REGIME IN THE COUNTRY THE MAIN REGIONS OF OCCURRENCE AND THE INFLUENCE OF MOISTURE AND VEGETATION CLASS IN THIS PATTERN. WERE ESTABLISHED AS A LIMIT FOR THE ACTION OF THE FIRE THE AREAS WITHOUT DROUGHT SUCH AS THE WESTERN AMAZON AND THE EAST COAST OF BRAZIL AS WELL AS AREAS WITH LOW AVAILABILITY OF RAINFALL AND FUEL SUCH AS THE SEMI-ARID IN THE NORTHEAST. (2) AMONG THE ANALYZED METHODS OF SEASONAL DIFFERENCE AND TEMPORAL NORMALIZATION THE NORMALIZATION OF THE NEAR INFRARED SPECTRAL BAND BY THE ZERO-MEAN WAS RESPONSIBLE FOR THE GREATER ACCURACY IN THE DETECTION OF BURN SCARS IN THE AMAZON REGION RECTIFYING THE USE OF SOME INDICES ORIGINALLY SPECIALIZED FOR TEMPERATE VEGETATION SUCH AS THE NORMALIZED BURN RATIO (NBR). OTHER METHODS ANALYZED SUCH AS THE SEASONAL DIFFERENCE AND ZSCORE NORMALIZATION SHOWED BETTER ACCURACY THAN ORIGINAL IMAGES BUT LOWER THAN NORMALIZATION BY THE ZERO-MEAN. (3) THE ALTERATION OF FIRE RECURRENCE HAD A DIRECT INFLUENCE ON THE BIOPHYSICAL AND PHENOLOGICAL PATTERN OF VEGETATION THE STUDY AREAS OF AMAZON AND CERRADO. THE VARIABLES OF GROSS PRIMARY PRODUCTIVITY AND ALBEDO SHOWED LOW SPATIAL REPRESENTATIVENESS. THE CHANGES WITH HIGHER TREND SLOPE OF ENHANCED VEGETATION INDEX (EVI) AND SURFACE TEMPERATURE WERE RELATED BOTH TO FIRE RECURRENCE AND TO THE VEGETATION USE CLASS AS IN INDIGENOUS LANDS. THE SLOPE OF THE TREND IN EVI AND SURFACE TEMPERATURE WAS HIGHER IN THE CERRADO AREA REINFORCING THE URGENT NEED FOR CONSERVATION OF THIS BIOME. THE RESEARCH ATTESTED THE IMPORTANCE OF REMOTE SENSING DATA FOR THE EVALUATION OF FIRE DYNAMICS AND ITS EFFECTS ON VEGETATION. THE USE OF MODIS TIME SERIES ALLOWED BOTH IDENTIFYING THE BURNED AREAS WITH GREATER ACCURACY THAN OTHER AVAILABLE PRODUCTS AND QUANTIFYING THE FRAGILITIES OF THE VEGETATION RELATED TO THE CURRENT FIRE PATTERN.

Palavras Chave

INCĘNDIOS FLORESTAIS

SENSORIAMENTO REMOTO

SÉRIES TEMPORAIS

MODIS

Key Words

FOREST FIRES

REMOTE SENSING

TIME SERIES

MODIS

Tipo

DOUTORADO

Universidade

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

Data

2019

Páginas

94

Localização

BCE.UNB.BR

uri

https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=8415686

Orientador

OSMAR ABILIO DE CARVALHO JUNIOR

Programa

GEOGRAFIA

Sigla Universidade

UNB

Área de Concentração

GESTĂO AMBIENTAL E TERRITORIAL

Língua

Português

email

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