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1 DESERTWATCH Extension to non Annex IV Countries Newsletter Nº 2 NESTA EDIÇÃO DIÇÃO: Editorial Abordagem Metodológica e Resultados Preliminares Ocupação do Solo Indicador de Susceptibilidade de Desertificação Ferramenta LDI na monitorização do estado da ocupação do solo Workshops com Utilizadores Eventos DWE DesertWatch no Simpósio Living Planet DesertWatch no ICID 2010 DesertWatch na conferência DeSurvey EDITORIAL Caro Leitor, já nos encontramos a meio do projecto DesertWatch - Extensão (DW-E) e a atenção da equipa da projecto, nesta fase, tem-se concentrado na definição de uma metodologia padrão e robusta que, com base em dados observação da Terra (OT), permita produzir cartografia de Ocupação do Solo e um Indicador de Susceptibilidade de Desertificação. Este tem sido o nosso principal desafio e estamos satisfeitos por lhes poder apresentar, nesta segunda Newsletter, os primeiros resultados. O próximo passo será consolidar o Índice de Degradação do Solo (LDI), utilizando o modelo 'drue 2', seguindo uma metodologia desenvolvida em projectos anteriores da CE (LADAMER e DeSurvey). No projecto DW-E, o LDI será adaptado a áreas geográficas com diferentes paisagens, como Brasil e Moçambique. Nesta edição da Newsletter, faz-se uma breve introdução ao modelo 'drue 2', incluindo uma animação em vídeo. Todos os métodos e produtos desenvolvidos durante o projecto serão integrados no Sistema de Informação do DesertWatch (DW-E IS). Tal como todos os projectos do Programa de Utilização de Dados da ESA, o projecto DW-E é orientado às necessidades dos utilizadores finais. Desta forma, após a demonstração da capacidade de produzir indicadores de desertificação a partir de dados de OT, o sistema de informação DW-E IS será disponibilizado aos Pontos Focais Nacionais, permitindo-lhes continuar as suas actividades de monitorização com o auxílio desta ferramenta. Com este objectivo, o projecto tem, desde início, envolvido utilizadores e especialistas com quem compartilha activamente o trabalho. Veja as notícias e outras iniciativas do projecto e aprecie o vídeo que seleccionámos para si. Muito Obrigado pelo seu interesse! Parte da Equipa do DesertWatch-Extensão

2 ABORDAGEM METODOL ETODOLÓGICA E RESULTADOS PRELIMINARES O Projecto DW-E tem como objectivo o desenvolvimento de uma metodologia, suportada por dados de OT, que permita monitorizar os processos de desertificação e sua tendência ao longo do tempo. Esta metodologia é um elemento chave do Sistema de Informação do DW-E (DW-E IS). A nossa ambição é definir um método que possa ser utilizado em grandes áreas e com diferentes ambientes bio-climáticos, disponibilizando resultados precisos e que possam ser adoptados pelas entidades nacionais para a tomada de decisão. A análise dos Indicadores de Desertificação é baseada na combinação de dados de Ocupação do Solo e factores biofísicos e climáticos. Numa primeira etapa, o sistema permite produzir mapas de Ocupação do Solo que, posteriormente, são integrados com dados históricos de vegetação, clima e solo, permitindo produzir informação de Susceptibilidade à Desertificação. Esta análise é realizada a três escalas diferentes: Regional (1: ), Nacional (1:50.000) e local (1:25.000). OCUPAÇÃO DO SOLO À escala regional, a cartografia de Ocupação do Solo é produzida através da reclassificação de produtos GlobCover, da Agência Espacial Europeia (ESA), de acordo com a nomenclatura definida pela equipe do projecto e comissões nacionais de combate à desertificação. Nomenclatura de Ocupação do Solo Áreas Artificiais Agricultura de Sequeiro Agricultura de Regadio Floresta Matos Vegetação Herbácea Natural Vegetação Esparsa Áreas Ardidas Praias, dunas, areais e rocha nua Zonas Húmidas Corpos de Água Nomenclatura de Ocupação do Solo aplicada às diferentes escalas À escala nacional, a produção de cartografia de Ocupação do Solo consiste numa classificação assistida, ao nível do pixel, de imagens multitemporais Landsat, e suportada por dados fornecidos pelos próprios utilizadores para treinar o classificador. A selecção do classificador foi feita após uma análise dos resultados obtidos com um conjunto de 4 classificadores paramétricos e 2 não paramétricos. Classificadores testados Maximum Likelihood Classifier (MLC) Linear Discriminant Classifier (LDC) Quadratic Discriminant Classifier (QDC) Mahalanobis Distance Discriminant Classifier (MDDC) k-nearest Neighbour (k-nn) Tree Classifier (TC) Classificadores testados à escala Nacional Após uma extensa análise dos resultados obtidos para um conjunto de regiões representativas de Portugal, Brasil e Moçambique, a selecção recaiu sobre o Linear Discriminant Classifier (LDC), que obteve uma exactidão global de 90,6%.

3 Dados preliminares de Ocupação do Solo (Escala Nacional) obtidos para as áreas piloto em Portugal (2000), Brasil ( ) e Moçambique ( ) À escala local, a classificação consiste na integração da Ocupação do Solo produzida para a escala nacional com polígonos obtidos para a escala local, e que resultam de uma segmentação orientada a objectos de imagens KOMPSAT-2. Cada polígono resultante da segmentação à escala local recebe a legenda da classe de ocupação do solo mais frequente na cartografia da escala nacional. Dados preliminares de Ocupação do Solo (Escala Local) obtidos para as áreas piloto em Portugal, Brasil e Moçambique (2008) INDICADOR DE SUSCEPTIBILIDADE DE DESERTIFICAÇÃO O principal resultado será um Indicador de Susceptibilidade à Desertificação calculado para cada escala geográfica (regional, nacional e local), e que integra a cartografia de ocupação do solo com informação espacial/temporal de extremos de precipitação, degradação da vegetação e estado do solo. O Indicador de Susceptibilidade à Desertificação é composto por três componentes principais:

4 Tendência de extremos de precipitação (RL1 - número de dias por ano com precipitação inferior a 1 mm). O consórcio DW-E identificou um padrão no qual a variância de RL1 ao longo do tempo teve uma queda constante em áreas desertificadas, ao contrário do que acontecia em áreas não desertificadas nas quais não foi encontrado padrão algum. Estado da Vegetação para cada polígono/classe de ocupação do solo. Após uma exaustiva análise das relações entre os mapas de ocupação do solo e vegetação, o Consórcio identificou uma gama de valores de NDVI (Índice de Vegetação de Diferença Normalizada, calculado com imagens Landsat) expectáveis de ser obtidos para cada classe de ocupação do solo, tanto para áreas desertificadas como não desertificados. O valor médio de NDVI para cada polígono/classe de ocupação do solo é calculado e o polígono é classificado com um valor entre 0 e 1, onde valores próximos de 1 indicam que o estado da vegetação é mais semelhante ao identificado em áreas desertas. Estado do brilho do Solo para cada polígono/classe de ocupação do solo. Após uma exaustiva análise das relações entre os mapas de ocupação do solo e os solos, o Consórcio identificou uma gama de valores de Brilho (componente Brilho da transformação Tasseled Cap, calculada com imagens Landsat) expectáveis de ser obtidos para cada classe de ocupação do solo, tanto para áreas desertificadas como não desertificados. O valor médio de brilho para cada polígono/classe de ocupação do solo é calculado e o polígono é classificado com um valor entre 0 e 1, onde valores próximos de 1 indicam que o estado do solo é mais semelhante ao identificado em áreas desertas. Estas três componentes são integradas através de co-krigagem co-localizada, onde os componentes da vegetação e do solo são as variáveis secundárias. Seguidamente, apresenta-se os resultados preliminares obtidos para as áreas piloto. Mapas preliminares do Indicador de Susceptibilidade de Desertificação (Escala Nacional) obtidos para as áreas piloto em Portugal (2009), Brasil (2007) e Moçambique (2009) FERRAMENTA LDI NA MONITORIZAÇÃO DO ESTADO DA OCUPAÇÃO DO SOLO LDI O Índice de Degradação do Solo (LDI) permite realizar a avaliação da condição do solo através da hipótese de que os locais com cobertura vegetal totalmente desenvolvida para o clima local irão maximizar a quantidade de biomassa verde e, portanto, a sua evapotranspiração. No projecto DW-E o LDI é calculado com base no modelo 'drue 2'. Este modelo foi desenvolvido em dois projectos da CE: Avaliação da Degradação do Solo na Europa Mediterrânea (LADAMER) e Sistema de Vigilância para a Avaliação e Monitorização da Desertificação (DeSurvey, Projecto Integrado). O modelo 'drue 2'

5 tem sido consolidado no projecto DeSurvey e, neste momento, está pronto para aplicação em novas áreas, como as propostas no projecto DW-E. O LDI pertence à família de índices NPP (Produtividade Primária Líquida) para avaliação da degradação dos solos. Este é implementado como uma medida de Eficiência na Utilização de Chuva (RUE), que é a relação entre a NPP e a chuva. A NPP é sub-rogada a alguns índices derivados de EO que são proporcionais à densidade da vegetação, por exemplo, o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). O pressuposto básico do LDI é que quanto mais degradado determinado solo estiver, menor é a sua capacidade de usar a precipitação disponível para produção de biomassa verde O modelo 'drue 2' é baseado em arquivos de dados temporais e requer dois tipos de dados de entrada: 1. O primeiro dado de entrada é um indicador de densidade de vegetação como o NDVI, para o qual diversos produtos se encontram disponíveis (e.g. GIMMS, MEDOKADS, etc.). 2. Os segundos dados de entrada são dados climáticos, a determinada resolução espacial, e relativos a temperaturas médias máximas, médias e médias mínimas (respectivamente, Tmax, Tmean, Tmin) e precipitação. Os resultados da ferramenta 'drue 2' são: Mapas quantitativos da condição do solo, com 2 níveis hierárquicos: estado da condição do solo ao longo do espaço e condição do solo ao longo do tempo Mapas qualitativos derivados de quatro mapas quantitativos básicos que também são disponibilizados: a) Resposta de curto prazo da vegetação à chuva; b) Resposta de longo prazo da vegetação à chuva; c) Resposta da vegetação à evolução do tempo; d) Resposta da vegetação a alterações de aridez. Exemplo da Eficiência na utilização da chuva (RUE) na Península Ibérica ( ) Exemplo da análise das condições do solo na Península Ibérica ( ) Clique na animação ao lado ou copie o seguinte endereço para o seu browser: Rue.htm

6 O LDI é implementado no projecto DW-E através de uma segunda geração do modelo 'drue 2', que oferece uma versão do software com actualizações em alguns algoritmos e no sistema de ajuda. A biblioteca de software da ferramenta 'drue 2' contém todas as funções relevantes para o cálculo dos mapas de avaliação quantitativa da degradação do solo (média e extremos de RUE) e de monitorização (efeitos de tempo e aridez). Disponibiliza, também, utilitários adicionais para calcular índices de aridez e consultar os arquivos de clima e vegetação. O software utiliza a ferramenta GDAL (Geospatial Data Abstraction Library), permitindo que o 'drue 2' seja independente de qualquer Sistema de Informação Geográfica ou formato específico de Observação da Terra em utilização pelo utilizador. Quase todos os formatos podem ser editados (ArcGIS, Erdas, ENVI, Idrisi, GRASS...). O software 'drue 2' é livre, de código aberto, com licença GPL, e pode ser descarregado a partir de Esta característica faz com que o código esteja visível para qualquer utilizador. Além disso, o código pode ser utilizado em outras aplicações, nos termos e condições da licença GNU-GPL. Mais detalhes sobre o modelo 'drue 2', incluindo a aplicação, podem ser encontrados em del Barrio, G., Puigdefabregas, J. Sanjuan, M.E., Stellmes, M. & Ruiz, A. (2010). Assessment and monitoring of land condition in the Iberian Peninsula. Remote Sensing of Environment, 114: WORKSHOPS COM UTILIZADORES Durante a fase actual do projecto DW-E, os parceiros Portugueses tiveram a oportunidade de se reunir com a Comissão Nacional de Coordenação do Programa de Acção Nacional de Combate à Desertificação, que é o utilizador final em Portugal. O encontro, que teve lugar nas instalações do IST-Cerena a 1 de Outubro de 2010, teve como objectivo apresentar os resultados preliminares e definir uma metodologia para validação da informação produzida. Uma reunião com os Pontos Focais Nacionais dos três países (Portugal, Brasil e Moçambique) está planeada para os dias 16 e 17 de Dezembro de 2010 em Lisboa, Portugal. Workshop com os utilizadores finais Portugueses Workshop com os utilizadores finais Portugueses

7 EVENTOS DWE DWE DESERT ESERTWATCH NO SIMPÓSIO LIVING PLANET O Consórcio DW-E participou no Simpósio Living Planet, promovido pela Agência Espacial Europeia, e que teve lugar em Bergen, Noruega, de 28 Junho a 2 Julho de apresentar o desenvolvimento de aplicações e serviços, incluindo o programa GMES (Monitorização Global para Ambiente e Segurança); apresentar a iniciativa de Alterações Climáticas da ESA. O Consórcio DesertWatch, representado por Marc Paganini (ESA), apresentou um poster e fez uma apresentação pública à comunidade científica de Observação da Terra sobre o âmbito, objectivos e estado do projecto DW-E. Foi escrito, também, um artigo científico para as actas do Simpósio (http://www.congrex.nl/10a04/). O objectivo do simpósio Living Planet é o de apresentar os resultados obtidos com as missões de Observação da Terra da ESA: disponibilizar um fórum para que investigadores possam apresentar resultados das actividades exercidas em projectos de investigação com dados ENVISAT, ERS, GOCE, SMOS, CRYOSAT e dados de missões de organizações terceiras; ESA Living Planet Symposium (T.Schonfelder, ESA) DESERT ESERTWATCH NO NO ICID 2010 O Consórcio DW-E participou na Segunda Conferência Internacional "Clima, Sustentabilidade e Desenvolvimento em regiões semi-áridas (ICID 2010)", que foi realizada em Fortaleza, Brasil, de 16 a 20 de Agosto de Com o objectivo de apoiar a reunião Rio+20 (2012), um conjunto de partes interessadas de todo o planeta foi convidado a participar no ICID com o objectivo de identificar e focalizar acções nos desafios e oportunidades existentes para criar um futuro melhor para as regiões áridas e semi-áridas. O objectivo do ICID é alavancar os desenvolvimentos das convenções da ONU e fornecer informação e conselhos aos governos e todas as partes interessadas na melhoria da sustentabilidade ecológica e social em regiões áridas e semi-áridas. A Conferência teve os seguintes objectivos: Reunir participantes de todo o mundo para identificar e focalizar acções nos desafios e oportunidades que as regiões áridas e semiáridas enfrentam; Actualizar e compartilhar experiências e conhecimento adquiridos sobre as questões ligadas às regiões semi-áridas nos últimos 20 anos: variabilidade e mudanças climáticas e ambientais, vulnerabilidades, impactos socioeconómicos e ambientais, acções de adaptação e desenvolvimento sustentável; Explorar sinergias entre as Convenções das Nações Unidas relativas ao desenvolvimento de regiões semi-áridas;

8 Gerar informações e recomendações para suportar a elaboração de políticas públicas e informar a sociedade civil com o objectivo de melhorar a sustentabilidade económica, ambiental e social em regiões semi-áridas. O Consórcio DW-E, representado pelo Prof. Amílcar Soares (IST-CERENA), apresentou as metodologias e resultados preliminares do projecto num evento paralelo do ICID. Prof. Amílcar Soares apresentando o projecto DesertWatch - Extension no ICID DESERT ESERTWATCH NA CONFERÊNCIA DESURVEY O Consórcio DW-E participou da Conferência Científica Internacional sobre Ferramentas Científicas Avançadas para Políticas de Desertificação, promovido pelo Projecto DeSurvey, e que se realizou em Roma, Itália, a 28 e 29 de Setembro de A conferência teve o objectivo de estabelecer uma discussão sobre ferramentas de investigação científica e os resultados alcançados, a nível europeu e internacional, e que abordem a avaliação da desertificação e sua mitigação. Existe uma relação estreita entre os projectos DeSurvey e DesertWatch uma vez que o método 'drue 2' também é um componente essencial dos produtos do projecto DeSurvey. Apresentação do produto MP1 Monitorização de Desertificação na Conferência DeSurvey O Consórcio DesertWatch, representado por Letizia Compagnone (ACS), apresentou um poster à comunidade científica relacionada com questões de Desertificação. Clique na imagem para abrir o vídeo da Conferência do DeSurvey Para mais informações visite o nosso website:

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