UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 189

ERISTELMA TEIXEIRA DE JESUS BARBOSA SILVA

Estima-se que aproximadamente 60% do bioma Cerrado já foram convertidos para pastagens cultivadas e culturas anuais. Esta acentuada mudança na cobertura original do terreno tem causado perdas irreversíveis na biodiversidade e imposto mudanças significativas no clima e hidrologia. Por outro lado, poucas têm sido as tentativas para a implementação de um sistema de monitoramento operacional e sistemático desse bioma. Com o propósito de implementar um sistema de alerta de desmatamento no bioma Cerrado, esse estudo investigou a possibilidade de detecção de desmatamento no bioma Cerrado através dos índices de vegetação do sensor MODIS (Normalized Difference Vegetation Index - NDVI e o Enhanced Vegetation Index - EVI). Em particular, foram investigados os efeitos dos diferentes limiares (20, 35, 42 e 50%), bem como as influências das resoluções espacial e radiométrica sobre as avaliações de mudança na cobertura vegetal do ecossistema em questão. A principal área de estudo correspondeu ao Parque Nacional de Brasília (PNB), uma área preservada de 30.000 hectares, localizada ao norte de Brasília. A segunda área de avaliação foi o Parque Nacional das Emas (PNE), uma área mais homogênea localização na porção sudoeste do Estado de Goiás. Os resultados obtidos nessas duas áreas de estudo foram extrapolados para o Estado de Goiás como um todo. Os principais dados de sensoriamento remoto desse estudo foram os índices de vegetação e seus correspondentes arquivos de metadados dos produtos MOD13Q1 (resolução espacial: 250 metros) e do MOD13A1 (resolução espacial: 500 metros) de julho de 2001 e julho de 2002, tiles h13v10 e h12v10. Os resultados indicaram diferenças significativas na avaliação de mudanças na cobertura vegetal, dependendo do índice de vegetação, resolução espacial, resolução radiométrica e do limiar utilizado. Para o PNB, áreas com mudanças potenciais, para as imagens com resoluções de 16 bits e 250 m, variaram de 0,05 a 0,3% da área total. A maior parte dessas mudanças ocorreram em áreas de Campo Limpo e Campo Sujo. Para o PNE, a quantidade total de mudanças variaram de 0,52 a 2,21%. Para o Estado de Goiás, as mudanças variaram de 0,0056 a 1,14% e estiveram localizadas principalmente em áreas previamente convertidas. Embora o NDVI e o EVI tenham mostrado resultados similares para o limiar de 35% e resolução de 16 bits, de uma maneira geral, um melhor desempenho foi obtido para EVI com resolução espacial de 250 metros.

ERISTELMA TEIXEIRA DE JESUS BARBOSA SILVA

ABSTRACT

It is estimated that approximately 60% of the Cerrado biome have been already converted into cultivated pastures and annual crops. Such severe land cover change has caused irreversible loss of biodiversity and imposed significant modification on climate and hydrology. On the other hand, there have been few attempts made towards the operational and systematic monitoring of the Brazilian Cerrado. In the pursuit of implementing a warning deforestation system for the Cerrado biome, this study investigated the possibility of detecting deforestation in the Cerrado biome through the use of MODIS vegetation indices (Normalized Difference Vegetation Index – NDVI and Enhanced Vegetation Index – EVI). Particularly, we investigated the effects of different thresholds (20, 35, 42, and 50%), as well as the influence of the spatial and radiometric resolutions on land conversion assessments. Our main test area was the Brasilia National Park (BNP), which comprises an area of about 30,000 ha located in the northern part of Brasilia. A second evaluation site was the Emas National Park (ENP), a more homogeneous area located in the southwestern portion of the Goias State. The results gathered at these two test sites were then extrapolated to the entire State of Goias. The major remote sensing data were the vegetation indices and their corresponding metadata layers of the MOD13Q1 (spatial resolution: 250 meters) and the MOD13A1 (spatial resolution: 500 meters) products from July 2001 and July 2002, tiles h13v10 and h12v10. Our results indicated significant differences in land cover change assessments depending on the vegetation index, spatial resolution, radiometric resolution, and threshold. For the BNP, potential changed areas, for the images with resolutions of 16 bits and 250 m, varied from 0.05 to 0.3% of the total area. Most of the changes were associated with Cerrado grassland and shrub Cerrado physiognomies. For the ENP, total amount of changes varied from 0.52 to 2.21%. For the State of Goias, potential land cover changes varied from 0.0056 to 1.14%, mostly located in the previously converted areas. While both the NDVI and EVI showed similar results with a 35% change threshold and 16 bits resolution, overall better performance was shown by the EVI at 250m spatial resolution.