Classificação orientada a objetos no mapeamento dos...
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Classificação orientada a objetos no mapeamento dos remanescentes da cobertura vegetal do bioma
Mata Atlântica, na escala 1:250.000
Carla Bernadete Madureira CruzRaúl Sánchez Vicens
Vinícius da Silva SeabraRafael Balbi Reis
Otto Alvarenga FaberMonika Richter
Pedro Kopke Eis ArnautMarcelo Araújo
Apoio: PROBIO / MMA
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ObjetivoObjetivo
Apresentar as principais diretrizes metodológicas Apresentar as principais diretrizes metodológicas para mapeamento da cobertura vegetal, em uma para mapeamento da cobertura vegetal, em uma escala de mesoescala de meso--detalhe (1:250.000), através da detalhe (1:250.000), através da adoção de classificação orientada a objetos e adoção de classificação orientada a objetos e
modelagem modelagem fuzzyfuzzy. .
Este trabalho é resultado de uma iniciativa do Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira - PROBIO, do Ministério de Meio Ambiente - MMA, que tem como objetivo elaborar o
mapeamento, em meso escala de detalhamento (1:250.000), da cobertura vegetal nativa dos biomas brasileiros.
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Ano base: 2002
10096Total
5,252005
2,122004
6,362003
43,8422002
21,9212001
16,7162000
4,241999
% de imagens
Total de imagensAno
Mapeamento&
Imageamento
Órbita / PontoArticulação 1:250.000
90 Cenas LANDSAT ETM90 Folhas (124 originais) 72%5 Cenas CBERS
1 Cena SPOT
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15 Unidades de Federaçãodistribuídas em 4 regiões
Complementação com Biomas vizinhos
Contatos:PampaCerradoCaatinga
90 folhas 1:250.000(completas)
Aproximadamente 1.100.000 km2
Maior densidade de ocupação do Brasil!!!
Diversidade: fitofisionomias, geomorfologia, usos
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O Mapeamento segue a legenda do Sistema de O Mapeamento segue a legenda do Sistema de Classificação FisionômicoClassificação Fisionômico--Ecológico do IBGE (1991).Ecológico do IBGE (1991).
Para efeito de análise os dados são agregados em grandes classesPara efeito de análise os dados são agregados em grandes classes::
formações florestais +
áreas de tensão ecológicas (ecótonos) +
encraves florestados (Sd, Td)+
vegetação secundária em estágio mais avançado
Remanescentes Florestais (RF)
Remanescentes Não Florestais
(RNF)
encraves não florestados (Sg, Tg)+
refúgios vegetacionais
fluvial e/ou lacustre+
fluviomarinha + marinhaFormações
Pioneiras (FP) influência
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Agricultura+
Pastagem+
Agropasto+
Influência Urbana+
Reflorestamento+
Vegetação Secundária Inicial+
Mosaicos
Áreas Antrópicas (AA):
Áreas Não Classificadas (nuvens e sombra) e Corpos d’água
Situação complexa para o Nordeste!!!
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Metodologia
Pré-processamento de imagens
Estruturação do mapeamento temático
Processamento de imagens
Edição e Agrupamento de Classes
Análise espacial de dados matriciais
Generalização cartográfica
Quantificação
Geração de Layout
Definição de estratégia de campo
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Estratégia Estratégia dede
Mapeamento
Brasília Ilhéus
Rio de Janeiro
Mapeamento
Planejamento de Campo:
Divisão em regiões (pólos, para apoio aéreo)
12 áreas:12 áreas:Rio Grande do SulFlorianópolisParanáPontalRibeirão PretoCosta VerdeSul de MinasCamposBHIlhéus-VitóriaSalvadorRecife
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Banco de Dados no ArcGIS 9.0Banco de Dados no ArcGIS 9.0
SF-24 Campos
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N
FOLHAS 1:1MMata Atlântica
-60
-60
-55
-55
-50
-50
-45
-45
-40
-40
-35
-35
-30
-30
-30
-30
-25
-25
-20
-20
-15
-15
-10
-10
-5
-5
200 0 200 400 600Km
Mata Atlântica
Folhas 1:1MLimite Estadual
SB-25
SC-25
SD-24SD-23
SF-23
SG-23SG-22
SH-22
SC-24
SE-24
SF-24
SE-23SE-22
SF-22
SH-21
SG-21
SF-21
Sub-sets para Processamento Digital
Articulação de Folhas1:1.000.000
Total: 17 folhas
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Cenas em datas distintasCenas Equalizadas
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Projeto Mata Atlântica – PROBIOArticulação 1:1.000.000 x Mosaico SRTM
Recorte 1:1M, mapa de biomas, mosaico SRTMGrids SRTM
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Exemplo
ALTIMETRIA DEM do SRTM (90x90m)
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Exemplo
GEOLÓGICO (RADAM 1:1M) GEOMORFOLÓGICO (RADAM 1:1M)
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Exemplo
SOLOS (RADAM 1:1M) VEGETAÇÃO (RADAM 1:1M)
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Definição de critérios
Classificação orientada a objeto
Estrutura hierárquica da Classificação
Multiresolução da Segmentação
Atributos dosAtributos dosobjetosobjetos
Dados espectrais
Dados customizados
Hierarquia
Informações temáticas
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Ecognition
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Nível 1: Água, Sombra
Escuros
Outros
Água
Sombra
Nível 1
Média banda 2
NDVI
MVI5
Not sombra
Not escuros
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Nível 2: Brancos, Verdes, RoxosNível 2
Água_2 Existência de Água Super-objeto
Sombra_2 Existência de Sombra Super-objeto
BrancosMédias banda 1 e banda 2NDVIRoxos
Verdes
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Nível 2: Brancos, Verdes, Roxos
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Nível 2: Detalhamento das 3 Classes BasesAdoção de descritores espectrais e temáticos. Herança por hierarquia.
Dados Temáticos – Geológico e Geomorfológico (RADAM)
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Nível 3: Agrupamento de Classes
Legenda final exceto para as formações florestais (classe FLORESTA)
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Edição visual e Agrupamento de classes
Primeira etapa: eCognition (acertos pontuais)Primeira etapa: eCognition (acertos pontuais)
Exportação em formato SHAPE.Reconstrução da topologia no ArcINFO (não obrigatório, mas diminui riscos de futuras inconsistências)
Segunda etapa: Segunda etapa: ArcGISArcGIS (acertos zonais)(acertos zonais)
Utilização do banco de dados e de máscaras.
Agrupamento de classes:Agrupamento de classes:
Classes espectralmente distintas, mas com um mesmo significado, são agregadas em um item de legenda.
Ex: Áreas de preparo para cultivo (diferentes cores) + Cultivos (diferentes tipos) => Agricultura.
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Identificação do domínio de vegetação predominante por Identificação do domínio de vegetação predominante por fragmento florestal, com auxílio do mapeamento do RADAMfragmento florestal, com auxílio do mapeamento do RADAM
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Composição colorida – Escala 1:250.000
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Classificação Original – Escala 1:250.000
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Vegetação ajustada RADAM
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Classificação integrada à Vegetação do RADAM – Escala 1:250.000
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Classificação e o limite da Vegetação do RADAM – Escala 1:250.000
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Para diminuir a influência da estrutura de base matricial utilizou-se uma função de generalização cartográfica disponível no ERDAS, definida por um filtro de moda (Majority), através de uma matriz 9x9, que permitisse a suavização de contornos e o agrupamento de pequenas áreas por proximidade.
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Quantificação, em valores absolutos e relativos, por Unidade de Federação (UF)
Para o cálculo de área adotou-se o sistema de projeção Cônica Equivalente de Albers (MC 51ºW, paralelos secantes 13ºS e 21ºS, latitude de origem 17ºS). Esta projeção preserva o cálculo de áreas com o mínimo de deformação. Os arquivos se mantiveram projetados em UTM, datum SAD-69.
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Detalhamento final da legenda através da integração com o mapeamento hipsométrico obtido pelo DEM do SRTM
Faixas latitudinais x Classes Faixas latitudinais x Classes altimétricasaltimétricas
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Eliminação de áreas inferiores ao limiar de visualização para a escala 1:250.000. Este produto visa atender, principalmente, à produção de mapas impressos (layout).
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Apresentação de ResultadosApresentação de Resultados
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Distribuição da cobertura nativa do bioma Mata Atlântica por fitofisionomias
0,0188,21Dunas
0,394.087,20Formação Pioneira com influência marinha
0,373.926,81Formação Pioneira com influência fluviomarinha
0,565.949,04Formação Pioneira com influência fluvial e/ou lacustre
Formações Pioneiras
0,01130,47Savana Arborizada
0,293.117,25Savana Florestada
0,101.056,15Savana-Estépica Arborizada
0,05487,64Savana-Estépica Florestada
5,1854.875,89Floresta estacional Semidecidual
2,0421.600,00Floresta Estacional Decidual
3,7940.139,88Floresta Ombrófila Mista
0,252.603,29Floresta Ombrófila Aberta
9,1096.400,96Floresta Ombrófila Densa
Florestas
%Km2Subgrupo de formaçõesClasses de formações
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26,971.059.027,84Total da área do bioma mapeado
0,0011,81Afloramentos rochosos
0,171.767,19Comunidades relíquiasRefúgios Vegetacionais
3,4336.312,94Savana Gramíneo-Lenhosa
0,252.597,10Savana-Estépica Gramíneo-LenhosaÁreas de Tensão Ecológica (Encraves)
0,121.258,52Contato Floresta Estacional/Floresta Ombrófila Mista
0,000,43Contato Floresta Estacional/Formações Pioneiras (Restinga)
0,06660,65Contato Floresta Ombrófila/Formações Pioneiras (Restinga)
0,121.262,48Contato Floresta Ombrófia Densa/Floresta Ombrófila Mista
0,0013,70Contato Savana/Formação Pioneira (Restinga)
0,121.321,26Contato Savana/Floresta Ombrófila Mista
0,353.680,02Contato Savana/Floresta Estacional
0,141.510,80Contato Savana-Estépica/Floresta Estacional
0,07724,53Contato Savana/Floresta Ombrófila
0,0156,57Contato Savana/Savana-Estépica
Áreas de Tensão Ecológica (Ecótonos)
%Km2Subgrupo de formaçõesClasses de formações
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Cobertura Nativa e Áreas Antrópicas do bioma Mata Atlântica
0,636.650,15Não classificado
1,4515.364,13Água
70,95751.372,78AA
3,6738.910,04ENC
0,171.779,00RV
1,3314.051,26FP
21,80230.900,49RF
%Km2Classes
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Devido às diferenças não equalizadas entre as cenas mosaicadas foi necessária a utilização de um maior número de descritores.
No entanto, a identificação de algumas classes ficou bem associada à utilização de alguns descritores:
• áreas urbanas: desvio padrão dos valores espectrais, principalmente do verde.
• fisionomias de florestas: além dos valores espectrais, foram utilizados razões entre bandas e brilhos visível e infravermelho.
• classes de distribuição restrita (manguezais, restingas e comunidades aluviais e refúgios vegetacionais): resposta espectral associada a mapas temáticos, principalmente de geomorfologia e solos.
Considerações FinaisConsiderações Finais
Quanto à metodologia aplicada:Quanto à metodologia aplicada:
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Principais fatores responsáveis pelo padrão de fragmentação atual:
•Sistema de Unidades de Conservação.
• Regiões e unidades geomorfológicas em domínios morfoestruturais de faixas dobradas (montanhas), escarpas ou bordas de planaltos e vales fluviais encaixados.
Considerações FinaisConsiderações Finais
Quanto aos resultados:Quanto aos resultados: