Modelagem de espectros temporais NDVI-MODIS, no período de 2000 a 2008, na bacia do rio Paracatu, Brasil

Os objetivos deste estudo foram modelar a distribuição de dados NDVI-MODIS, em seis diferentes alvos: Área de Plantio, Floresta de Galeria, Cerrado, Pastagem, Area Urbana e Floresta Estacional Semidecidual; e também analisar as mudanças fisionômicas dos índices através dos modelos ondulatórios, no período de 2000 a 2008, na Bacia do Rio Paracatu (Sub-Bacia do Rio São Francisco). Os materiais e métodos foram subdivididos nas etapas: (a) aquisição das imagens MODIS; (b) tratamento de ruídos; (c) modelagem matemática das assinaturas temporais NDVI; e (d) analise das relações estatísticas entre NDVI e abertura de dossel. A regressão não linear, modelagem ondulatória, para dispersão do NDVI pelas séries temporais, obteve significância de seus parâmetros (R2 e p) e erros toleráveis. Com isso pode-se identificar as fisionomias a serem delimitadas, e simular series temporais futuras, pelo uso da terra, coberturas vegetais e tamanho da area de cada fisionomia. O padrão de distribuição dos dados de NDVI apresentou significativa relação com dados de campo de abertura de dossel, podendo ser um preciso indicador da mudança do uso da terra entre as series temporais. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe objectives of this work were to model the distribution of NDVI-MODIS data, in six distinct targets: Crop Land Areas, Gallery Forest, Cerrado, Pastureland, Urban Areas and Semideciduous Seasonal Forest; and also to analyze the physiognomies changes of the index through of waveform models, period 2000-2008, at the Paracatu River Basin (São Francisco Sub-River Basin). The materials and methods were detached in the steps: (a) getting MODIS images; (b) noise treatment; (c) math modeling of the NDVI temporal signature; and (d) analysis of statistical relation between NDVI and open canopy. The nonlinear regression, waveform model, to spread NDVI by temporal series, got high significance of its parameters (R2 and p) and tolerable error. With this could identify the physiognomies to be delimited, and to simulate future temporal series by land use, vegetation cover and area extension of each physiognomy. The standard of distribution of the NDVI data showed significant relation with field data of open canopy, this could to be a precise indicator of land use change between the temporal series

Denoising and caracterization of cerrado physiognomies using MODIS times series

O Cerrado é formado por um mosaico de fisionomias campestres, savânicas e florestais que possuem um típico ciclo fenológico. Nesse contexto, os dados do MODIS fornecem medidas diárias que permitem monitorar a sazonal fenologia da vegetação. O objetivo deste trabalho foi caracterizar formações savânicas, formações florestais e áreas de cerrado convertido pela ação antrópica, utilizando séries temporais de NDVI e EVI do sensor MODIS, após a suavização de ruídos. A metodologia adotada pode ser subdividida nos seguintes passos: (a) confecção do cubo temporal com NDVI e EVI, onde o perfil em z corresponde à assinatura temporal, (b) tratamento do ruído e (c) detecção das assinaturas temporais. A Transformação pela Fração Mínima de Ruído (MNF) foi aplicada para suavizar ruídos contidos nas séries temporais. Os resultados indicaram que os valores de NDVI foram maiores que os valores de EVI e existiu relação com as estações do ano. As formações florestais foram as que apresentaram maiores valores de NDVI e EVI, possuindo ainda as menores variações entre as estações. As áreas convertidas apresentaram os menores valores dos dois índices, tendo grande queda em seus valores no início da estação seca, provavelmente por se tratar do período de colheita. O estudo concluiu que as séries temporais NDVI e EVI são úteis na diferenciação dos tipos de vegetação.Cerrado is formed by a mosaic of grassland, shrubland and woodland physiognomies with a typical phenological cycle. Thus, MODIS data provide daily measurements which allows to monitor the seasonal phenology of the vegetation. The objective of this work was to characterize savanna formations, forest formations and cerrado areas converted by anthropic actions, by using temporal series of MODIS NDVI and EVI after noise reduction. The adopted methodology should be divided into the following steps: (a) elaboration of the temporal cube with NDVI and EVI, in which the z profile corresponds to temporal signature, (b) noise elimination, (c) detection of temporal signature. The Minimum Noise Fraction Transformation (MNF) method was applied to reduce noise in temporal signature. The results showed that the NDVI values were higher than the EVI; and there was a relationship with the seasons of the year. The forest formations presented the highest values of NDVI and EVI, showing the lowest variations among the seasons. The converted areas of Cerrado presented the lowest values in both indices, and their values decreased in the beginning of the dry season, probably because it was the harvesting season. The study concluded that the NDVI and EVI temporal series are useful in differentiation among vegetation types

Comparative analysis of MODIS time-series classification using support vector machines and methods based upon distance and similarity measures in the Brazilian cerrado-caatinga boundary

We have mapped the primary native and exotic vegetation that occurs in the Cerrado-Caatinga transition zone in Central Brazil using MODIS-NDVI time series (product MOD09Q1) data over a two-year period (2011–2013). Our methodology consists of the following steps: (a) the development of a three-dimensional cube composed of the NDVI-MODIS time series; (b) the removal of noise; (c) the selection of reference temporal curves and classification using similarity and distance measures; and (d) classification using support vector machines (SVMs). We evaluated different temporal classifications using similarity and distance measures of land use and land cover considering several combinations of attributes. Among the classification using distance and similarity measures, the best result employed the Euclidean distance with the NDVI-MODIS data by considering more than one reference temporal curve per class and adopting six mapping classes. In the majority of tests, the SVM classifications yielded better results than other methods. The best result among all the tested methods was obtained using the SVM classifier with a fourth-degree polynomial kernel; an overall accuracy of 80.75% and a Kappa coefficient of 0.76 were obtained. Our results demonstrate the potential of vegetation studies in semiarid ecosystems using time-series data

Tuberculosis diagnosis after bleach processing for early stage tuberculosis laboratory capacity building

The diagnosis of tuberculosis is seriously hampered in the absence of standard biosafety laboratory facilities for specimen concentration and Mycobacterium tuberculosis culture. Within a laboratory twinning arrangement,heat-fixed direct smear and sediment from 74 bleach-processed and 20 non-processed specimens from Cumura Hospital, Guinea-Bissau, were sent to Lisbon for molecular evaluation of rifampicin resistance. Sequence analysis of a 369 base-pair rpoB locus detected 3.2% (3/94) resistant specimens. To our knowledge, this represents the first report on the molecular analysis of M. tuberculosis from bleach-processed sputum, an alternative to current diagnostic practice in low-resource settings

Distribuição de espécies vegetais nativas em distintos macroambientes na região do oeste da Bahia

Os objetivos deste trabalho foram em sete municípios do Oeste Baiano: i) realizar o levantamento das espécies vegetais em parcelas estabelecidas; ii) delimitar os ambientes savânicos de interflúvios, hidromórficos e de transição Cerrado/Caatinga; iii) agrupar as espécies pelos ambientes delimitados; e iv) verificar se as espécies registradas estão na lista vermelha de espécies em extinção. Parcelas e subparcelas foram estabelecidas de 10 em 10 km2 para identificação das: i) espécies vegetais arbóreas (> 5 cm de diâmetro a 30 cm do solo), na parcela 50 x 50 m; ii) espécies arbustivas em uma área quadrada de 25 m2; e iii) gramíneas, ervas e trepadeiras, em uma área quadrada de 1 m2. A delimitação espacial dos ambientes de interflúvio, hidromórfico e de transição Cerrado/Caatinga foram realizadas através de interpretação das imagens de satélite Alos e Landsat. Análise de Correspondência canônica foi utilizada para agrupar as espécies aos ambientes. 658 espécies vegetais foram amostradas e distribuídas em 91 famílias encontradas, destas 81 espécies não foram registradas no último checklist de espécies de Cerrado e 15 estão na lista vermelha de espécies ameaçadas de extinção pela IUCN. Os dados mostraram a distribuição nítida das espécies pelos macroambientes, e que as espécies de áreas de Transição Cerrado/Caatinga se situaram mais distante dos eixos dos outros ambientes, sendo este comportamento característico de endemismo. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe objectives this work were, in the seven cities of Western Bahia: i) to carry out th survey of the plant species in established plots; ii) to delimit the savanic environments of interfluves, hydromorphic and the Cerrado/Caatinga transition; iii) to group the species by delimited environment; and iv) to check if the registered species were in Red List of threatened species of extinction. Plots and subplots were established of 10 to 10 km2 to identify the: i) tree species (> 5 cm of diameter on 30 cm of soil), in 50 x 50 m plots; ii) shrub species in the square area of 25 m2; and iii) grasses, herbs and forbs, in a square area of 1 m2. The spatial delimitation of the interfluve, hydromorphic and Cerrado/Caatinga Transition environments were carried out with the Alos and Landsat satélite images interpretation. Canonical correspondence analysis was used to group the species by environments. 658 plant species were sampled and distributed in 91, with 81 species did not registered in last checklist of Cerrado species, and 15 are in IUCN redlist of the endangered espécies of extinction. The data showed the clear distribution of species by macroenvironments, and that the Cerrado/Caatinga Transitions species localized farther of axes of another environment, this is an endemic standard

Integração de parâmetros morfométricos e imagem Aster para a delimitação das fitofisionomias da Serra da Canastra, Parque Nacional da Serra da Canastra, MG

Este trabalho teve como objetivo delimitar as fitofisionomias utilizando parâmetros morfométricos e imagens do sensor ASTER na Serra da Canastra, Parque Nacional da Serra da Canastra, MG. Foram identificadas fitofisionomias através das observações de campo: ambientes rupestres (Campo Rupestre + Cerrado Rupestre), Campo Limpo, Campo Sujo, Cerrado Sentido Restrito, Mata de Galeria + áreas de drenagem. Os parâmetros morfométricos, obtidos do Modelo Digital de Terreno (MDT), foram dispostos em gráficos de dispersão tridimensional com o Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) e com o Normalized Difference Water Index (NDWI). Estes gráficos evidenciaram cinco conjuntos de dados, representando as fitofisionomis encontradas em campo. Foi observada uma variação espectral correspondente aos membros finais: Vegetação Fotossintéticamente Ativa (VFA) e Vegetação Não Fotossintéticamente Ativa (VNFA). Das fitofisionomias agrupadas o Campo Limpo foi a mais abrangente (60,45%) e a única que faz limite com todas as demais, seguido por ambientes rupestres (21,02%), Campo Sujo (12,40%), Mata de Galeria e Campo Úmido (4%), e Cerrado Sentido Restrito (1,90%). Os perfis topográficos obtidos a partir da integração da classificação espectral e do MDT permitiram evidenciar a distribuição da vegetação em relação ao relevo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis work aimed to delimit the phytophysiognomies using morphometric patterns and images acquired by ASTER sensor in the Serra da Canastra, Serra da Canastra National Park, MG. The phytophysiognomies were identified in the field observations: outcrops environments (Campo Rupestre + Cerrado Rupestre), Campo Limpo, Campo Sujo, Cerrado Sentido Restrito, Vege-tação Hidromórfica (Mata de Galeria+Áreas de Drenagem). The morphometric patterns, obtained from the Digital Terrain Model (DTM), were disposed in 3D scatter plot with the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Normalized Difference Water Index (NDWI). This scatter evidenced five data groups, representing the phytophysiognomies found in field observation. A spectral variation was observed, corresponding to the endmembers: Active Photosynthetic Vegetation (VFA)and Non Active Photosynthetic Vegetation (VNFA). The Campo Limpo (60.45%) was the most common and the only that make frontier with all phytophysiognomies, followed by the Ambiente Rupestre (21.02%), Campo Sujo (12.40%), and Mata de Galeria and Campo Úmido (4%), and Cerrado Sentido Restrito (1.90%). Topographic profiles obtained from the integration of the phytophysiognomies and the DTM evidenced the vegetation distribution through the relief

Mapeamento da vegetação na floresta atlântica usando o classificador de árvore de decisão para integrar dados de sensoriamento remoto e modelo digital de terreno

O manejo e o monitoramento ecológico de parques nacionais e outras áreas protegidas requerem uma detalhada descrição do padrão de distribuição da vegetação. Esse artigo possui como objetivo produzir um mapa de vegetação para o Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO). Essa unidade de conservação está localizada na Floresta Atlântica dentro de uma variação topográfica desde o nível do mar até 2.263 metros. A classificação da vegetação baseou-se em dados do satélite ASTER, fotografias aéreas de alta resolução e modelo digital de elevação (MDE). O MDE indica estruturas de vegetação em ambiente com alta variabilidade espacial porque se correlaciona com fatores ambientais, tais como o microclima, umidade, solo e processos geomorfológicos. O classificador de árvore de decisão foi usado para extrair informações dos dados de MDE e sensoriamento remoto. Sete fisionomias foram identificadas: Agropecuária (1,29% da área do Parque), Campos de Altitude (24,27%), Floresta Ombrófila Densa Alto-Montana (37,47%), Floresta Ombrófila Densa Montana (21,54%), Floresta Ombrófila Densa Sub-Montana (5,22%), Floresta Secundária (4,13%) e áreas sem vegetação (6,08%). As três maiores fisionomias estão associadas a altitudes superiores a 1.000 metros e representaram 55,5% da área total. A construção da árvore de decisão combinando informações do MDE e sensoriamento remoto pode melhorar o resultado sobre a distribuiçãoda floresta tropical.The management and ecological monitoring of national parks and other protected areas requires a detailed description of the vegetation distribution patterns. This paper aims to produce a vegetation map for the Serra dos Órgãos National Park (PARNASO). This conservation unit is localized in Atlantic Forest within a topographic variation from sea level to 2,263 meters. The vegetation classification based on the ASTER satellite data, high-resolution aerial photographs and Digital Elevation Model (DEM). The DEM indicates vegetation structures in landscape with high spatial variability because it correlates with environmental factors, such as microclimate, moisture, soil and geomorphological processes. Decision tree classifier was used to extract information of DEM and remote sensing data. Seven classes were identified: Agropecuária (1.29% of total Park area), Campos de Altitude (24.27%), Floresta Ombrófila Densa Alto-Montana (37.47%), Floresta Ombrófila Densa Montana (21.54%), Floresta Ombrófila Densa Sub-Montana (5.22%), Floresta Secundária (4.13%), and no vegetation area (6.08%). The three highest physiognomies were associated with altitude higher than 1,000 m and represented 55.5% of the total area. The construction of decision trees combining the DEM and remote sensing information can improve the result on the forest tropical distribution

Inventário das espécies vegetais na Serra da Canastra, Parque Nacional da Serra da Canastra, Minas Gerais, Brasil

O Bioma Cerrado está dentro das áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade do planeta, devido a alta diversidade florística existente entre as savanas mundiais, e pela ameaça de devastação pela mudança do uso da terra. O levantamento das espécies arbóreas, arbustivas, gramíneas, ervas e trepadeiras foi realizado na Serrada Canastra, no Parque Nacional da Serra Canastra (MG), em pontos de amostragem de 2 em 2 Km. As espécies vegetais amostradas somaram-se em 269, sendo 84 espécies arbóreas, 66 arbustivas, 45 ervas, 70 gramíneas e quatro trepadeiras, distribuídas em 43 famílias botânicas. As espécies que tiveram maior densidade por hectares, segundo sua forma de vida foram: A) Cariniana legalis (Mart.) Kuntze., arbórea; B) Dasiphyllum brasiliense (Spreng.) Cabrera, trepadeira; C) Clibadium armanii (Balbis) Sch. Bip. exBaker, arbustiva; D) Ichnanthus pallens (Sw.) Munro ex Benth., gramínea; e E) Thelypterispatens (Sw.) Small, erva. __________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe “Cerrado” Biome was into priority areas to world biodiversity conservation by high floristic diversity existent between the world savannas, and by threat of devastation result of the land-use change. The survey of the tree, shrub,grass, herb and forb species was sampled in “Serra da Canastra”, at the “Serra daCanastra” National Park (MG), in sampled points of each 2 km. The plant speciess ampled sum in total 269, being 84 tree species, 66 shrub species, 45 herb species, 70 grass species and four forb species, distributed in 43 botanical families. The speciesthat had high density by hectare, referent its life form were: A) Cariniana legalis (Mart.) Kuntze., tree; B) Dasiphyllum brasiliense (Spreng.) Cabrera, forb; C) Clibadium armanii (Balbis) Sch. Bip. ex Baker, shrub; D) Ichnanthus pallens (Sw.) Munro ex Benth., grass; and E) Thelypteris patens (Sw.) Small, herb

DISTRIBUIÇÃO DE ESPÉCIES VEGETAIS NATIVAS EM DISTINTOS MACROAMBIENTES NA REGIÃO DO OESTE DA BAHIA

The objectives this work were, in the seven cities of Western Bahia: i) to carry out th survey of the plant species in established plots; ii) to delimit the savanic environments of interfluves, hydromorphic and the Cerrado/Caatinga transition; iii) to group the species by delimited environment; and iv) to check if the registered species were in Red List of threatened species of extinction. Plots and subplots were established of 10 to 10 km2 to identify the: i) tree species (> 5 cm of diameter on 30 cm of soil), in 50 x 50 m plots; ii) shrub species in the square area of 25 m2 ; and iii) grasses, herbs and forbs, in a square area of 1 m2. The spatial delimitation of the interfluve, hydromorphic and Cerrado/Caatinga Transition environments were carried out with the Alos and Landsat satélite images interpretation. Canonical correspondence analysis was used to group the species by environments. 658 plant species were sampled and distributed in 91, with 81 species did not registered in last checklist of Cerrado species, and 15 are in IUCN redlist of the endangered espécies of extinction. The data showed the clear distribution of species by macroenvironments, and that the Cerrado/Caatinga Transitions species localized farther of axes of another environment, this is an endemic standard.Os objetivos deste trabalho foram em sete municípios do Oeste Baiano: i) realizar o levantamento das espécies vegetais em parcelas estabelecidas; ii) delimitar os ambientes savânicos de interflúvios, hidromórficos e de transição Cerrado/Caatinga; iii) agrupar as espécies pelos ambientes delimitados; e iv) verificar se as espécies registradas estão na lista vermelha de espécies em extinção. Parcelas e subparcelas foram estabelecidas de 10 em 10 km2 para identificação das: i) espécies vegetais arbóreas (> 5 cm de diâmetro a 30 cm do solo), na parcela 50 x 50 m; ii) espécies arbustivas em uma área quadrada de 25 m2 ; e iii) gramíneas, ervas e trepadeiras, em uma área quadrada de 1 m2 . A delimitação espacial dos ambientes de interflúvio, hidromórfico e de transição Cerrado/Caatinga foram realizadas através de interpretação das imagens de satélite Alos e Landsat. Análise de Correspondência canônica foi utilizada para agrupar as espécies aos ambientes. 658 espécies vegetais foram amostradas e distribuídas em 91 famílias encontradas, destas 81 espécies não foram registradas no último checklist de espécies de Cerrado e 15 estão na lista vermelha de espécies ameaçadas de extinção pela IUCN. Os dados mostraram a distribuição nítida das espécies pelos macroambientes, e que as espécies de áreas de Transição Cerrado/Caatinga se situaram mais distante dos eixos dos outros ambientes, sendo este comportamento característico de endemismo