SERVIÇO DE PRÉ-PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS E MAPEAMENTO DO USO DO SOLO NA BACIA DO ALTO DESCOBERTO DF/GO

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1 SERVIÇO DE PRÉ-PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS E MAPEAMENTO DO USO DO SOLO NA BACIA DO ALTO DESCOBERTO DF/GO A. APRESENTAÇÃO A The Nature Conservancy (TNC) é uma organização global de conservação ambiental dedicada à preservação em grande escala das terras e água das quais a vida depende. Guiada pela ciência, a TNC cria soluções inovadoras e práticas para os desafios mais difíceis do mundo, para que a natureza e as pessoas possam prosperar juntos. Trabalhando em 72 países, a organização utiliza uma abordagem colaborativa, que envolve comunidades locais, governos, setor privado e outros parceiros. No Brasil, onde atua há mais de 25 anos, a TNC promove iniciativas nos principais biomas, com o objetivo de compatibilizar o desenvolvimento econômico e social dessas regiões com a conservação dos ecossistemas naturais. O trabalho da TNC concentra-se em ações ligadas a Agropecuária Sustentável, Segurança Hídrica e Infraestrutura Inteligente, além de Restauração Ecológica e Terras Indígenas. A segurança hídrica é uma condição que se caracteriza quando a sociedade gerencia apropriadamente seus recursos hídricos de modo a: satisfazer as necessidades domésticas de água e saneamento em todas as comunidades; preservar a saúde de rios, aquíferos e ecossistemas; dar suporte a atividades econômicas produtivas na agricultura, na indústria e a geração de energia; desenvolver cidades agradáveis, saudáveis e vibrantes; resultar na resiliência das comunidades a mudanças. A preservação da integridade dos ecossistemas naturais é um ponto crucial em todas as dimensões da segurança hídrica. Investir na conservação e restauração dos sistemas aquáticos não é apenas uma parte essencial da solução para melhorar a qualidade de vida, mas é a solução de maior escala, de mais longo prazo e a mais custo-efetiva no esforço de permitir que natureza e sociedade prosperem juntas. Fundos de água são organizações da sociedade que desenvolvem e aprimoram mecanismos financeiros e de governança que articulam atores públicos, privados e da sociedade civil, com o objetivo de contribuir para a segurança hídrica por meio de soluções baseadas na natureza e gestão sustentável de bacias hidrográficas. Página 1 de 11

2 A construção de fundos de água segue uma metodologia que compreende cinco etapas principais desde a avaliação da viabilidade até a consolidação do projeto, como demonstrado abaixo: Na fase de análise de viabilidade são avaliados critérios de elegibilidade e reunidas as informações necessárias para determinar se as demandas de segurança hídrica de uma cidade ou bacia hidrográfica justificam a organização de um Fundo de Água. Estas informações são reunidas no relatório de situação e convergem no documento de suporte à tomada de decisão que indica como um Fundo de Água pode contribuir para a segurança hídrica. A fase de análise de viabilidade se conclui com a organização e comprometimento de um rol inicial de lideranças. Na fase de design, stakeholders que congreguem as competências necessárias para consecução do Fundo de Água são reunidos em torno de um grupo gestor. A partir dessa fase o relatório de situação é incrementado com o desenvolvimento de estudos técnicos adicionais necessários para embasar o planejamento do Fundo de Água, tanto técnica como financeiramente, bem como se inicia o planejamento estratégico entre os parceiros. A fase de design se conclui com a criação do plano estratégico. A fase de criação é caracterizada pela estruturação operacional do fundo de água através da adoção de ferramentas de gestão de projeto, pela definição dos planos anuais de operação e pelo lançamento oficial do fundo de água. As fases de operação e consolidação envolvem a implantação das ações planejadas através do engajamento de parceiros, implantação de intervenções, comunicação, avaliação de resultados e replanejamento, resultando num processo autossustentável. Atrelada a todo o contexto de segurança hídrica e focando nos esforços de recuperação e planejamento de paisagem das bacias hidrográficas responsáveis pelo abastecimento de água, a TNC conta com uma ampla rede de projetos em toda a América Latina, inseridos na Plataforma Latino Americana de Fundos de Água, uma solução econômica Página 2 de 11

3 inovadora para a conservação de bacias hidrográficas prioritárias para o abastecimento hídrico de grandes centros urbanos em países dessa região. Nesse contexto, o Programa Brasil da TNC lançou em 2015 a Coalizão Cidades pela Água, visando unir os esforços com o setor privado na busca da segurança hídrica de 12 regiões metropolitanas brasileiras, que reúnem 62,6 milhões de habitantes (31% da população) e respondem por 45% do PIB nacional (R$ 2 trilhões). Brasília, localizada no Distrito Federal (DF), é uma delas. Contextualização da Bacia do Alto Descoberto Com uma população de 3 milhões de habitantes, Brasília é a terceira maior cidade do Brasil. O principal sistema de produção de água do Distrito Federal é o Reservatório do Rio Descoberto responsável por 58,5% da água produzida e pelo atendimento de 61,5% da população. A Bacia do Alto Descoberto está localizada entre o estado de Goiás e a porção oeste do Distrito Federal, no quadrante de S15º35'00" a S15º48'00" de latitude sul e de W48º03'00" a W48º15'00" de longitude oeste, e possui área de drenagem de aproximadamente 445 km². A maior parte da bacia, cerca de 70%, localiza-se no Distrito Federal. O principal rio desta bacia é o Rio Descoberto que marca a divisa geográfica entre o Distrito Federal e Goiás e nomeia a região. O rio foi represado em 1974 para abastecimento público por meio de barramento, formando o Lago Descoberto, com área alagada de aproximadamente 12,55 km² e volume útil de 86,0 hm³ na cota 1030m. Na região o uso rural está presente em grandes extensões de sua área com predomínio das atividades de agricultura extensiva e intensiva, voltadas para a produção de hortifulticultura, embora a produção de grão esteja aumentando principalmente na parte do estado de Goiás. A vegetação nativa da região apresentava as diversas fitofisionomias do Cerrado (Mata de Galeria, Cerrado Sensu Stricto, Campo limpo, Campo sujo, etc), porém se encontram bastante alteradas de suas condições naturais. As principais ocupações urbanas na região são a cidade de Brazlândia e o Núcleo Habitacional INCRA 08, no território do DF, e em território goiano (Município de Águas Lindas de Goiás) existe um trecho urbano na área que drena em direção à barragem do Descoberto. Página 3 de 11

4 Nos últimos dois anos houve grande diminuição nas vazões dos mananciais na bacia a montante do reservatório, resultado da sequência de anos secos com altas temperaturas e degradação do solo. A TNC, a Coalizão Cidades pela Água junto com a Aliança Latino-americana de Fundos de Água busca conhecer as relações entre homem e natureza dando subsídios na busca de mecanismos que possam fortalecer soluções baseadas na natureza, e dessa forma, melhorar o bem-estar social e a segurança hídrica para a região. O Fundo de Água desenvolvido pela TNC e parceiros na Bacia do rio Descoberto está em fase de design. O processamento digital de imagens de satélite e a classificação do uso do solo são parte dos estudos técnicos adicionais necessários para embasar o planejamento do Fundo de Água, tanto técnica como financeiramente, bem como para subsidiar a elaboração do plano estratégico. B. OBJETIVOS Geral: O objetivo do presente contrato é o pré-processamento digital de imagens e o mapeamento do uso do solo na Bacia do Alto Descoberto/DF. Específicos: I. Realizar pré-procesamento das imagens, tais como: A composição de bandas espectrais (B02, B03, B04 e B08) da imagem SENTINEL com 10m de resolução espacial existente da área de abrangência do projeto; Corrigir distorções geométricas presente na imagem SENTINEL partir de fotos aéreas corrigidas geometricamente (resolução espacial de 25 cm) existentes da área de abrangência do projeto; Gerar mosaico das cenas de imagens SENTINEL existentes da área de abrangência do projeto e realizar a equalização do mosaico. II. Gerar o mapeamento do uso do solo: Realizar a classificação do uso do solo tendo como base a imagem SENTINEL. Página 4 de 11

5 C. CARACTERÍSTICAS GERAIS DO TRABALHO A área de abrangência do trabalho é a Bacia do Alto Descoberto, conforme figura 01 abaixo. O sistema de coordenada e projeção a ser adotado neste projeto é UTM Fuso 23S Datum SIRGAS O arquivo da área exata de abrangência será enviado posteriormente, para a empresa selecionada. Figura 01: Localização da área de abrangência do trabalho O estudo deverá ser realizado por consultor (pessoa física ou jurídica) que tenha experiência comprovada em projetos de geoprocessamento. Deverá ser apresentado Curriculum vitae no caso de pessoal física e portfólio de atividades já realizadas no caso de pessoa jurídica. A CONTRATADA deverá demonstrar capacidade em processamento de imagens de satélite, domínio de técnica de mapeamento do uso do solo e organização de banco de dados geoespaciais. Uma proposta preliminar de metodologia deverá ser apresentada junto com a proposta comercial e será um dos critérios de avaliação para seleção de propostas, juntamente com a avaliação da experiência prévia da CONTRATADA. Após a contratação, a metodologia preliminar poderá ser adequada com o suporte da equipe técnica da TNC. A contratante fornecerá: Página 5 de 11

6 Cenas das imagens SENTINEL com 4 bandas espectrais (B02, B03, B04 e B08), projeção UTM Fuso 22S, Datum WGS 84. JPEG2000 com 16 bits de resolução radiométrica. Data de aquisição: 15/10/2017. Fotos aéreas corrigidas geometricamente com resolução espacial de 25 cm, projeção UTM Fuso 23S, Datum SIRGAS Geotif com 8 bits de resolução radiométrica. Ano de aquisição: D. ATIVIDADES As atividades descritas abaixo deverão ser realizadas com o propósito de alcançar os objetivos específicos estabelecidos no item B deste termo de referência. D1. Apresentação e definição da proposta metodológica A CONTRATADA deverá apresentar propostas metodológicas para o préprocessamento das imagens e para a classificação do uso do solo. A metodologia deverá ser discutida e aprovada pela equipe técnica da TNC. D2. Pré-Processamento de imagens SENTINEL: Composição de imagens A composição visa integrar a melhor resolução espacial da banda infravermelho próximo (B08) com a melhor resolução espectral das demais bandas (B02, B03, B04), produzindo imagem colorida que reúne ambas as características. Correção geométrica de todo o conjunto de imagens. Todas as imagens deverão ser registradas utilizando as fotos aéreas corrigidas geometricamente com resolução espacial de 25 cm. O produto da calibração/registro das imagens deverá conter um erro aceitável menor que 1pixel da imagem SENTINEL. Mosaico de todo o conjunto de cenas. O produto da mosaicagem deverá juntar duas ou mais imagens (georreferenciadas e/ou registradas), obtendo uma única imagem homogênea. Desta forma, uma visão completa da área de abrangência do projeto será obtida. A sobreposição das partes da imagem deve ser perfeita, ou seja, sem distorção, deslocamento nem tarjas pretas. Quando existirem diferenças espectrais entre as imagens mosaicadas, deverão ser utilizados procedimentos de equalização com o objetivo de melhorar a qualidade da imagem sob os critérios subjetivos do olho humano. Página 6 de 11

7 A CONTRATADA deverá executar o mosaico homogêneo realizando equalização no histograma, para não haver diferenças significativas entre contrastes e brilhos entre diferentes cenas. D3. Mapeamento do uso do solo Classificação de imagem A classificação deverá adotar metodologias de processamento avançadas, observando o tipo de imagem, resolução espacial, espectral e área a ser trabalhada, a fim de obter um melhor desenho das feições da paisagem. A CONTRATADA poderá empregar conhecimentos do comportamento espectral dos alvos de interesse associando-os às bandas espectrais que estarão disponíveis para a execução do serviço, Também poderão ser utilizados, para a classificação, algoritmos de aprendizagem de máquina como por exemplo Suport Vector Machine (SVM), BAYES, ou Random Forest, além de atributos como médias e desvio padrão das bandas espectrais da imagem e de índices de vegetação e análise do solo e água como por exemplo Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) e Normalized Difference Water Index (NDWI). O mapeamento da cobertura do solo deve ser apresentado e entregue para toda a extensão definida no item 3 deste termo de referência com todos seus atributos e toponímias. A escala de apresentação do mapeamento será de 1:25.000, portanto, o processo de criação das classes deve ser em melhor escala (ou seja, a escala de trabalho será de 1:10.000), a ser discutida com os técnicos da TNC, a fim de conseguir o PEC-A para a escala de apresentação da base de dados. No mapeamento da cobertura do solo a legenda será definida pela TNC em conjunto com parceiros do projeto. Abaixo, no entanto, apresentamos uma estrutura mínima com as classes a serem utilizadas, sendo que a definição final das classes não terão (caso ocorra) modificações significativas das aqui apresentadas. Domínio Classe Tipo de Manejo Vegetação Nativa Formações florestais (Mata Ciliar, Mata de Galeria, Mata Seca e Cerradão) Formações savânicas (Cerrado sentido restrito, Parque de Cerrado, Palmeiral e Vereda) Página 7 de 11

8 Formações campestres (Campo Sujo, Campo Limpo e Campo Rupestre) Área úmida Pecuária Agricultura Corpos d água Outro Uso Antrópico Murundus Veredas Pastagem Cultura permanente Cultura temporária Cultura irrigada Lagos ou Lagoas* Represas** Massa d água (feições de acordo com a base hidrográfica, aqui englobando Massa d água e Trecho Massa d água produzidos no tema Hidrografia). Infraestrutura e edificações Via pavimentada Via não pavimentada Área urbana Reflorestamento Solo exposto Mineração Afloramento rochoso Vegetação alterada * em área rural ou urbana; ** artificiais ou naturais; E. PRODUTOS ESPERADOS Os produtos descritos abaixo deverão ser construídos de forma a evidenciar os objetivos específicos estabelecidos no item B deste termo de referência. E1. Proposta metodológica Relatório com a apresentação do plano de trabalho detalhando as metodologias e prazos e prazos para entrega do produto. Deverão ser mencionadas as referências das metodologias propostas. E2. Imagens SENTINEL pré-processadas Conjunto de imagens SENTINEL com as devidas correções propostas, imagens sentinel Página 8 de 11

9 em composição RGB e mosaico de imagens sentinel, em formato GeoTIFF e *.IMG (será necessário, também, a entrega dos arquivos de parâmetros de correção). Estes arquivos devem ser entregues no sistema de coordenada UTM, Fuso 23S, Datum SIRGAS Os metadados deverão ser apresentados em conformidade com o padrão da Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais INDE e ISO 19115, onde deverão ser preenchidos minimamente os seguintes itens: identificação do arquivo como título, resumo/descrição, objetivo, data de aquisição, palavras chaves; responsável pelo recurso como nome da organização e função; identificação dos dados como tipo de representação espacial, escala, ambiente de produção, extensão, extensão temporal; informações do sistema de referência como sistema de coordenadas. Deverá ser entregue um relatório técnico, contendo a descrição detalhada da metodologia utilizada no processamento das imagens de satélite e organização dos produtos. E3. Mapeamento do uso do solo Banco de Dados Espaciais Digital no formato File Geodatabase (Padrão ESRI - Environmental System Research Institute) com base vetorial de mapeamento do uso do solo. Estes arquivos devem ser entregues no sistema de coordenada UTM, Fuso 23S, Datum SIRGAS A tabela de dados alfanuméricos relacionada aos arquivos vetoriais deverão ter os seguintes atributos: tile ID, classe temática, bioma segundo IBGE e unidade federativa (UF). Os metadados deverão ser apresentados em conformidade com o padrão da Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais INDE e ISO 19115, onde deverão ser preenchidos minimamente os itens listados no item 6.2. Deverá ser entregue relatório técnico, contendo a descrição detalhada da metodologia utilizada para o mapeamento da cobertura e uso do solo e definição das classes estabelecidas. O mapa de uso do solo é uma informação fundamental para a compreensão e planejamento territorial e, assim, para poder definir áreas zonas prioritárias para intervenção. F. CRITÉRIO PARA AVALIAÇÃO DOS PRODUTOS A TNC fará a avaliação dos produtos entregues. O pagamento desses produtos será efetuado mediante aprovação com base nos seguintes critérios: Consistência topológica serão executadas rotinas para avaliar a consistência Página 9 de 11

10 topológica dos produtos entregues. As feições de polígonos devem respeitar a não existência de vazios entre os polígonos (Must not have gaps) e ausência de sobreposição (Must not overlap). Também deve ter ausência de traços duplos entre os traços dos temas da base e os do mapeamento da Cobertura da Terra, por exemplo, quando o traço do limite da unidade de mapeamento da Cobertura da Terra coincidir com traços da base, estes devem ser digitalizados usando a ferramenta de edição trace tool. Geometria compatível com a escala de mapeamento será verificado se as feições do mapeamento estão compatíveis com a escala determinada no termo de referência, tanto em relação à geometria quanto ao adensamento das informações interpretadas de forma compatível com a escala de mapeamento, por meio da sobreposição entre o produto entregue e as imagens de melhor resolução. Avaliação do mapeamento do uso do solo A confiabilidade da classificação do uso do solo será avaliada/validada utilizando-se avaliação de precisão temática (avaliação da acurácia) por meio da Matriz de Confusão (Matriz de Erro), ou com o uso do coeficiente Kappa (derivado da Matriz de Confusão), tomando por base um índice mínimo de 0,85 de confiabilidade. Além do Índice Kappa, toda a base será percorrida em processo de varredura identificando eventuais erros grosseiros. A TNC poderá realizar também uma inspeção amostral definida de acordo com a NBR 5426 de 1985 da ABNT. Para isto são selecionadas amostras de forma aleatória e independente no lote a ser inspecionado. Após avaliação das amostras as inconsistências encontradas serão quantificadas e identificadas para que sejam corrigidas para que se atinja o Nível de Qualidade Aceitável (NQA). Utilizaremos Nível de Inspeção II e Nível de Qualidade Aceitável (NQA) 4,0. Metadados Preenchimento dos campos obrigatórios dos metadados conforme Especificação Técnica da INDE (ET-ADGV acesso em 11/01/2018) e modelo indicado pela TNC. G. PRAZO PARA EXECUÇÃO DO TRABALHO Os serviços deverão ser realizados no prazo de até 60 dias, conforme definido no Plano de Trabalho a ser apresentado pela contratada. Página 10 de 11

11 H. COMUNICAÇÃO E COORDENAÇÃO O acompanhamento e a avaliação dos trabalhos descritos nesse termo de referência estarão a cargo da equipe técnica da TNC. Esta será constituída por técnicos especialistas em conservação e coordenadores de equipe designados para acompanhar o trabalho. A proposta deverá ser enviada em meio digital, no formato PDF, até o dia 25/05/2018, para gis.projeto@tnc.org. Todos os s devem ter no item Assunto ou Subject o seguinte texto: TdR: mapeamento Bacia do Alto Descoberto - proposta. Eventuais dúvidas devem ser encaminhadas para o mesmo destinatário até o dia 21/05/2018. Todos os s devem ter no item Assunto ou Subject o seguinte texto: TDR: mapeamento Bacia do Alto Descoberto - dúvida. Pede-se que, havendo mais de uma dúvida, sejam todas compiladas em um mesmo e- mail, a fim de otimizar o atendimento. I. REQUERIMENTOS BÁSICOS PARA A CONSULTORIA A proposta técnica deve conter: a) Curriculum vitae ou portfólio de projetos realizados, respectivamente nos casos de pessoa física e jurídica b) Proposta metodológica preliminar e plano de trabalho a partir das especificações constantes neste Termo de Referência c) Cronograma de execução das atividades d) Proposta financeira As propostas serão analisadas por meio do julgamento dos seguintes aspectos: a) Experiência em trabalhos semelhantes realizados anteriormente pelo proponente devidamente comprovados b) Proposta técnica envolvendo os elementos requisitados no termo de referência c) Proposta financeira Página 11 de 11