Modelagem ambiental do uso e cobertura da terra da savana tropical da Amazônia Legal, para utilização em modelos meteorológicos e hidrológicos

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1 Modelagem ambiental do uso e cobertura da terra da savana tropical da Amazônia Legal, para utilização em modelos meteorológicos e hidrológicos Jorge A. Bustamante Becerra & Regina C. dos Santos Alvalá CPTEC/INPE Petrópolis, de outubro de 2007

2 Introdução A atualização do mapa de vegetação da Amazônia Legal utilizado nos esquemas de superfície acoplados aos modelos meteorológicos e hidrológicos tem um papel importante no melhoramento do desempenho das previsões regional e global. O atual mapa de vegetação da região Amazônica (PROVEG, 2002) foi gerado a partir: dados digitais de vegetação do Projeto RADAM-IBGE (1992) dados temáticos do desflorestamento gerados pelo PRODES 2000 (monitoramento do desflorestamento da Amazônia Legal) e mosaicos de imagens Landsat (ano 2000).

3 Mapa Proveg de vegetação antropismos (Proveg 2002) recentes atualmente incluso usado nos na esquemas região do cerrado de superfície.

4 Objetivos Elaborar um modelo de representação espacial do uso e cobertura da terra na região do cerrado, usando variáveis ambientais, que permita mapear a distribuição espacial dos principais tipos de UCT e simular o efeito de mudanças climáticas na cobertura vegetal

5 Modelo conceitual ( UCT ) Mapeamento do uso e cobertura da terra Variáveis bióticas Variáveis abióticas NDVI EVI LSWI Precipitação Queimadas Geomorfologia Altimetria ( PCA ) Análise de componentes principais ( MCE ) Avaliação multicritério Modelo de distrib. espacial do UCT

6 Conceito Ecológico do Continuum Gradiente de vegetação (Fisionomias) Campestre Savânica Florestal CL CS CC Cdo ss Cdão Fl Índice de Veg. Menor Maior Precipitação Menor Maior Queimadas Maior Menor Solo-fertilidade Menor Maior Hidrologia Maior Menor CL: Campo limpo CC: Campo cerrado Cdão: Cerradão CS: Campo sujo Cdo ss: Cerrado strictu sensu Fl: Floresta, mata de galeria

7 Características dos tipos de dados Dado Dimensão temporal Nº de meses NDVI Multitemporal 12 EVI Multitemporal 12 LSW I Multitemporal 12 Precipitação Multitemporal 12 Queimadas Multitemporal 12 Geomorfologia Unitemporal 1 Altimetria Unitemporal 1 Hidrologia Unitemporal 1

8 Área de estudo Biomas da Amazônia Legal, destacando a região de Cerrado.Área de estudo Tocantins

9 Materiais Imagens índices de vegetação MODIS: NDVI (índice de vegetação de diferença normalizado) e EVI (índice de vegetação melhorado). Imagens índice de umidade da vegetação (LSWI) gerados a partir dos canais infravermelho próximo (NIR) e infravermelho médio (MIR) do sensor MODIS. Duas cenas (tiles) h13v09 e h13v10 para cobrir a área de estudo (Estado de Tocantins. 96 imagens MODIS correspondentes a 4 tipos de dados (NDVI, EVI, NIR e MIR) durante 12 meses para as 2 cenas. O código das datas destas imagens, que representam uma composição de 16 dias, são:

10 Métodos Mapeamento do UCT usando dados temporais Aplicação da análise de componentes principais (PCA) em séries temporais do ano de 2004 dos índices de vegetação (NDVI e EVI) e de umidade da vegetação (LSWI) para identificar áreas com maior a menor cobertura (gradientes de vegetação) e variabilidade sazonal no período analisado. Identificação dos principais tipos de uso e cobertura da terra (UCT) a partir de uma classificação não supervisionada, Isodata, considerando as 2 primeiras componentes principais dos índices NDVI, EVI e LSWI. As classes de UCT determinadas são: Uso e cobertura da terra Floresta e floresta de galeria 8-15 Cerradão 5-8 Cerrado sensu stricto 3-6 Campo cerrado < 2 Agricultura pecuária - Agricultura - ( m ) Altura

11 Resultados Padrão sazonal da vegetação no ano de 2004 usando índices de vegetação, NDVI e EVI, relacionados com atividade fotossintética e fitomassa no dossel. 0,85 0,80 A EVI, ,75 Resposta IV 0,70 0,65 0,60 (%) Uso e Cobertura da Terra 1 Água 0,42 2 Agricultura 17,45 3 Agricultura/pastagem 4,69 4 Campo cerrado 25,54 5 Cerrado ss 36,16 6 Cerradão 10,37 7 Floresta 5,37 Extensão Total: ,5 Km 2 Escala 1: Resposta IV 0,55 Jan Feb Mar Abr Mai Jun Jul Ago Sep Out Nov Dez Mês (2004) Foresta Cerradão Cerrado Campo Cerrado Agricultura Agric_past 1,00 B NDVI, ,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 Jan Feb Mar Abr Mai Jun Jul Ago Sep Out Nov Dez

12 Análises do Mapa de Uso e Cobertura da terra da Amazônia Legal com duas Grade para Escalas Regional e Global Características ( grau Grade regional de 1Km ( ( grau Grade global de 55Km ( Análises Similaridade entre grades Relaçao da densidade de focos de calor com as classes de UCT

13 Uso e cobertura da terra (Resol. 1Km) da Amazônia Legal

14 Uso e cobertura da terra (Resol. 55Km) da Amazônia Legal

15 Uso e cobertura da terra (Resol. 1Km) do Estado Tocantins

16 Uso e cobertura da terra (Resol. 55Km) do Estado Tocantins

17 Similaridade das classes da grade de 1km com 55km km 55km 40 % Fl_Omb Fl_Est Mixta Cerradão Cerrado Campo Antropismo Água Classes de vegetação KAPPA STATISTICS: KHAT VARIANCE Z P <

18 ( 1Km Densidade de Focos de calor (Set-2004) vs tipos de UCT (Resol.

19 ( 1Km Densidade de Focos de calor (2004) vs tipos de UCT (Resol.

20 ( 55Km Densidade de Focos de calor (2004) vs tipos de UCT (Resol.

21 Obrigado

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