Indicadores de desertificação Amílcar Soares & Maria João Pereira (IST/UTL)
Susceptibilidade à Desertificação Motivação Modelo Conceptual: 1- Introdução da componente dinâmica no indicador de susceptibilidade à desertificação 2- Identificação das classes LULC sensíveis à dinâmica dos factores biofísicos. 2
Susceptibilidade à Desertificação Duas etapas fundamentais: Caracterização da dinâmica do clima (precipitação) e factores biofísicos (vegetação e solo) Caracterização espacial do índice de susceptibilidade à desertificação condicionado ao clima, vegetação e solo
Enquadramento da Metodologia Precipitação Precipitação extrema, RL1,... Média, Variância, m/σ, declive,... Análise do NDVI por classe LULC Análise do Brilho por classe de LULC Indicadores climáticos C(x) Indicadores biofísicos B(x) Relações bi-variadas Co-estimação Indicadores de desertificação 4
Indicador de Susceptibilidade à Desertificação Caracterização da dinâmica dos factores biofísicos, através de dados de observação da Terra, condicionados aos mapas de ocupação do solo (LULC) Mapas de LULC -Lc Mapas climáticos - C(i) Factores biofísicos Vegetação, Solo: V(i), S(i) DW-E Map = prob(i(x) C(x), V(x), S(x) ) 5
Dados 1. Globcover LULC Desertwatch LULC 2. Precipitação diária (20 anos) ERA Interim 3. Índice radiométrico de vegetação (NDVI) imagens de Landsat e de Meris 4. Índice radiométrico do solo (Componente do brilho - tasseled cap transform) imagens de Landsat 6
Clima 7
Clima Dados ERA INTERIM - European Center for Weather Forecast RL1 Número de dias com precipitação inferior a 1mm durante o ano hidrológico (indicador de seca) Componente estática Baseada na média do RL1 para um longo período de tempo Componente dinâmica Baseada na tendência variância do RL1 ao longo do tempo 8
Precipitação anual média de 20 anos 9
Precipitação anual variância de 20 anos 10
RL1- média de 20 anos 11
RL1- variância de 20 anos 12
clima Declive da tendência da Variância do RL1 ao longo do tempo Portugal 13
clima Declive da tendência da Variância do RL1 ao longo do tempo Brasil 14
clima Declive da tendência da Variância do RL1 ao longo do tempo Moçambique 15
Climate Static Component C S (x) = Max Max ( RL1 average) RL1 average ( RL1 average) Min( RL1 average) Dynamic Component C D (x) = 0 min slope RL1slope 2x min slope if RL1slope> min slope otherwise 16
Portugal Componente estática Componente dinâmica 17
Brazil Componente estática Componente dinâmica 18
Mozambique Componente estática Static Component Componente dinâmica Dynamic Component 19
Vegetação & Solo 2
Vegetation and soil NDVI Brilho (Tasseled Cap Transformation) 21
Vegetação 22
Solo 23
Vegetação V(x) e Solo S(x) As variáveis V(x) e S(x) assumem valores entre [0, 1], são calculadas através da trãnsformação linear da média do NDVI e do Brilho, respectivamente, em cada poligono do mapa de LULC, de acordo com as seguintes expressões: 1 0.5 0.5 24
Vegetação V(x) Land use classes Portugal Brazil Mozambique NDVI (HSD) NDVI (LSD) NDVI (HSD) NDVI (LSD) NDVI (HSD) NDVI (LSD) Áreas artificiais - - - Áreas agrícolas 0.18 0.59 0.22 0.60 - - Florestas 0.34 0.6 0.29 0.63 0.22 0.46 Matos 0.24 0.51 0.21 0.56 0.19 0.39 Pastos naturais - - - Vegetação esparsa 0.22 0.55 0.00 0.39 - - Áreas ardidas - - - Praias, dunas, planícies de areia e rochas - - - Zonas húmidas - - - Corpos de água - - - 25
Solo S(x) Land use classes Bright (HSD) Portugal Brazil Mozambique Bright (LSD) Bright (HSD) Bright (LSD) Bright (HSD) Áreas artificiais - - - Bright (LSD) Áreas agrícolas - - 0.37 0.32 Florestas - - - Matos - - Pastos naturais 0.40 0.26 0.49 0.16 0.49 0.16 Vegetação esparsa - - - Áreas ardidas - - - Praias, dunas, planícies de areia e rochas - - - Zonas húmidas - - - Corpos de água - - - 26
Vegetação & Solo B(x) Uma nova variável é gerada B(x) é gerada a partir de V(x) e S(x), considerando para cada classe de LULC a componente mais discriminante em termos de susceptibilidade à desertificação:,, 0.5 27
Vegetation&Soil B(x) 1999 Brasil Norte 2006 28
Índice de susceptibilidade à desertificação 2
Índice de susceptibilidade à desertificação Considerando I(x 0 ) Є [0, 1], tal que: I(x 0 ) = 1 máxima susceptibilidade I(x 0 ) = 0 mínima susceptibilidade Esta variável pode ser estimada através da combinação linear dos dados de C(x i ) e B(x 0 ) (função da classe de LULC) co-localizada em x 0 utilizando co-located cokriging: 30
Índice de susceptibilidade à desertificação O indicador de susceptibilidade é dado pela média de ambas as componentes: I ( x) =λ I ( x) + λ I ( x) s S D D 31
Índice de susceptibilidade à desertificação escala nacional 1999 2009 Portugal 32
Índice de susceptibilidade à desertificação escala local Portugal 33
Índice de susceptibilidade à desertificação 1999 2006 2006-1999 Brasil 34
Índice de susceptibilidade à desertificação 1999 2008 2008-1999 Moçambique 35
Índice de susceptibilidade à desertificação escala regional 36
Validação 3
Qualidade Estacional da Ocupação 0.95 Box Plot of Comp_estatica2000 grouped by Desert_1 DWE_alentejo_algarve_2000_2007 19v*240c 0.90 0.85 Comp_estatica2000 0.80 0.75 0.70 0.65 Muito degradada 1 0.60 0.55 0.94 0.92 1 2 3 4 5 Desert_1 Box Plot of Comp_estatica2007 grouped by Desert_1 DWE_alentejo_algarve_2000_2007 19v*240c Median 25%-75% Non-Outlier Range Outliers Extremes Degradada 2 Qualidade média (adaptada) Bom estado / para climax 4 3 0.90 0.88 0.86 Climax estacional 5 Comp_estatica2007 0.84 0.82 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 1 2 3 4 5 Desert_1 Median 25%-75% Non-Outlier Range Outliers Extremes
Tendência da Qualidade Estacional da Ocupação 0.7 Box Plot of Comp_dinamica2000 grouped by Desert_2 DWE_alentejo_algarve_2000_2007 19v*240c 0.6 Comp_dinamica2000 0.5 0.4 0.3 A degradar-se acentuadamente 1 0.2 0.1 1 2 3 4 Desert_2 Median 25%-75% Non-Outlier Range Outliers Extremes A degradar-se (qualidade a regredir) Estável 3 2 0.70 Box Plot of Comp_dinamica2007 grouped by Desert_2 DWE_alentejo_algarve_2000_2007 19v*240c Em recuperação (qualidade a progredir) 4 Comp_dinamica2007 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 1 2 3 4 Desert_2 Median 25%-75% Non-Outlier Range Outliers Extremes A tender para o climax estacional 5 39
Mozambique Componente estática Static Component Componente dinâmica Dynamic Component 40
Mozambique Componente estática Static Component Componente dinâmica Dynamic Component 41
Dynamic Component Static Component Climatic Component
Validação do indicador 0.85 Box Plot of Nacional_2000 grouped by Desertific DWE_alentejo_algarve_2000_2007 19v*240c 0.85 Box Plot of Nacional_2007 grouped by Desertific DWE_alentejo_algarve_2000_2007 19v*240c 0.80 0.80 0.75 0.70 0.75 Nacional_2000 0.65 0.60 0.55 Nacional_2007 0.50 0.45 0.40 0.35 12 21 22 23 24 31 32 33 34 42 43 44 54 Desertific Median 25%-75% Non-Outlier Range Outliers Extremes 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 12 21 22 23 24 31 32 33 34 42 43 44 54 Desertific Median 25%-75% Non-Outlier Range Outliers Extremes 43
Obrigada! 4