Localização de áreas susceptíveis à diversificação utilizando autômatos celulares em Gilbués-PI

dc.contributor.advisor-co1Marcatti, Gustavo Eduardo
dc.contributor.advisor1Silva, Mayra Luiza Marques da
dc.contributor.authorBarbosa, Vanessa Laís Valentino Soares
dc.contributor.referee1Mendonça, Adriano Ribeiro de
dc.contributor.referee2Ribeiro, Carlos Antonio Alvares Soares
dc.date.accessioned2019-04-16T02:04:16Z
dc.date.available2019-04-15
dc.date.available2019-04-16T02:04:16Z
dc.date.issued2019-02-15
dc.description.abstractDesertification mainly affects hyperarid, arid, semi-arid and dry subhumid regions, resulting from a combination of anthropogenic actions and climate change. It is a global challenge, since it directly affects food security, implies mass migration and conflicts over water resources, fostering humanitarian crises. The need for a genuine methodology justifies the proposal of this work, which has as main objective to present a model formed by the combination between Cellular Automata, Geographic Information Systems and Remote Sensing, appropriate to model the advance of desertification in areas vulnerable to the phenomenon and in the environment of already desertified land. The municipality of Gilbués, in Piauí, was chosen as a study area to test the method, a decision that was justified in the fact that the site presents accelerated degradation dynamics and is the largest area in the process of desertification in Brazil. Cartographic data from the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE) were used for the mapping of the location. For the use and coverage of the land we used images of 2005 and 2010 of the satellite LANDSAT 5, sensor TM, and 2015 of LANDSAT 8, OLI sensor. Seven classes of land use/land cover were defined, which were classified in a supervised way using Random Forest algorithm. Land use changes between 2005 and 2010 were calculated using the Markov chain, assuming a stationary transition matrix. The Cellular Automata used the Markov chain as a reference to carry out a projection from 2010 to 2015, adding the geographic reference to the process, which was compared with the field truth represented by the real reference satellite image. The accuracy of both classification and projection was assessed using Kappa Index. The relationship of susceptibility of the classes of use and land cover to the desertification process was defined by means of the change to the dunes class. The projections for 2020 and 2025 were calculated using the transition matrix from 2005 to 2010 as a reference. According to the Kappa value,the thematic classification was excellent. The proposed model was vii able to generate a good prediction, showing that the dunes are expanding to the center-south region of the municipality, where the exposed soil is concentrated and the urban area is present. The analysis Markov chain’s results showed that the greatest probabilities of transition between land use and land cover classes are related to one class remaining unchanged. The future projection showed that the evolution of class changes is stabilizing. Information obtained on land use and land cover serves as a basis for decision-making on preventive action in the areas on alert
dc.description.resumoA desertificação atinge principalmente regiões hiperáridas, áridas, semiáridas e subúmidas secas, sendo consequência da combinação de um conjunto de ações antrópicas e de mudanças climáticas. Esse processo mostra-se como um desafio global, uma vez que acomete diretamente a segurança alimentar, implica migração em massa e conflitos por recursos hídricos, instigando crises humanitárias. O objetivo deste trabalho é propor um modelo formado pela combinação entre Autômatos Celulares, Sistemas de Informação Geográfica e Sensoriamento Remoto, apropriado para projetar o avanço da desertificação em áreas vulneráveis ao fenômeno e no entorno de áreas já desertificadas. O município de Gilbués, no Piauí, foi escolhido como área de estudo para teste do método, este local apresenta uma dinâmica acelerada de degradação e ser a maior área em processo de desertificação do Brasil. Para a elaboração do mapa de localização foram utilizados dados cartográficos do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Para o uso e cobertura da terra utilizaram-se imagens de 2005 e 2010 do satélite LANDSAT 5, sensor TM, e de 2015, do LANDSAT 8, sensor OLI. Foram definidas sete classes de uso e cobertura do solo, que foram classificadas de forma supervisionada utilizando algoritmo Random Forest. As alterações de uso da terra entre os anos de 2005 e 2010 foram obtidas por meio da cadeia de Markov, assumindo uma matriz de transição estacionária. Os Autômatos Celulares utilizaram a cadeia de Markov como referência para realizar uma projeção de 2010 para 2015, adicionando a referência geográfica ao processo, que foi comparada com a verdade de campo representada pela imagem de referência real do satélite. A acurácia, tanto da classificação quanto da projeção, foi avaliada via Índice Kappa. A relação de suscetibilidade das classes de uso e cobertura do solo ao processo de desertificação foi definida por meio da mudança para a classe Duna. Já as projeções para 2020 e 2025 foram calculadas utilizando a matriz de transição de 2005 para 2010 como referência. De acordo com o valor obtido para o índice Kappa, a classificação temática foi excelente. O modelo proposto foi capaz de gerar uma predição considerada boa, mostrando que as dunas estão se expandindo para a região centro-sul do município, onde se concentra o solo exposto e a área urbana está presente. A análise dos resultados da cadeia de Markov indicou que as maiores probabilidades de transição entre as classes de uso e cobertura do solo estão relacionadas a uma classe permanecer inalterada. A projeção futura permitiu observar que a evolução das mudanças das classes está se estabilizando. As informações obtidas sobre o uso e cobertura da terra servem de subsídio para tomada de decisão de ação preventiva nas áreas em alerta.
dc.formatText
dc.identifier.citationBARBOSA, Vanessa Laís Valentino Soares Barbosa. Localização de áreas susceptíveis à desertificação utilizando autômatos celulares em Gilbués - PI. 2019. 107 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Agrárias e Engenharias, Jerônimo Monteiro, 2019.
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/11032
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Ciências Florestais
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Florestais
dc.rightsopen access
dc.subjectTime serieseng
dc.subjectDynamic simulation modeleng
dc.subjectRemote sensingeng
dc.subjectSérie temporalpor
dc.subjectModelo de simulação dinâmicapor
dc.subjectSensoriamento remotopor
dc.subject.br-rjbnAnálise de séries temporais
dc.subject.cnpqRecursos Florestais e Engenharia Floresta
dc.subject.udc630
dc.titleLocalização de áreas susceptíveis à diversificação utilizando autômatos celulares em Gilbués-PI
dc.title.alternativeLocalization of areas susceptible to desertification using_x000D_ cellular automata in Gilbués - PI
dc.typemasterThesis

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