Padrões espaciais de desmatamento e a estimativa da exatidão dos mapas do PRODES para Amazônia Legal Brasileira

Since 1988, the Brazilian National Institute for Space Research (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE) has been executing the annual inventory of forest cover loss in the Legal Amazon using satellite data under the Program for Deforestation Monitoring in the Brazilian Legal Amazon (PRODES). This survey comprises mapping more than four million squared kilometers and the produced information are employed by the Brazilian government to evaluate and establish public policies related to the control and counter deforestation. This data has been produced and published annually since 1988. However, its accuracy is not known. Therefore, this work objective is to develop a methodology to estimate the accuracy of the deforested areas mapped by PRODES for the year 2014 using stratified sampling of the deforestation patterns mapped in 50 by 50 Km cells. Mapping these patterns was accomplished by establishing and using a typology of deforestation patterns, landscape metrics and data mining techniques. Typical sample points of each deforestation pattern of were randomly drawn and analyzed visually by independent experts. This evaluation results established that the global accuracy level of the mapping under study is estimated to be 93%, with omission and commission indices estimates being 7% and 1.5%, respectively. Patterns such as fishbone, multidirectional and consolidated ones, which are considered the most complexes, present the lowest indexes of correctness, showing coherence and indicating that they should be mapped with more rigor. The presented results are consistent in a general way, indicating that the developed methodology can be applied to similar mappings.O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) opera desde 1988 o Projeto de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia por Satélites (PRODES), cujo principal objetivo é fornecer taxa anual de desmatamento florestal da Amazônia Legal Brasileira utilizando imagens de satélite de sensoriamento remoto. Esse levantamento envolve o mapeamento de mais de quatro milhões de km2 e os resultados obtidos são utilizados pelo governo brasileiro no estabelecimento e acompanhamento das políticas públicas relativas ao controle e combate ao desmatamento. Este dado tem sido produzido e divulgado em base anual desde 1988, porém, uma avaliação sobre a qualidade dos dados nunca foi estabelecida. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para estimar índices de exatidão do mapeamento das áreas desmatadas apontadas pelo PRODES para o ano de 2014, a partir de uma amostragem estratificada de padrões de desmatamento mapeados em células de 50 x 50 km. O mapeamento desses padrões foi realizado a partir do estabelecimento e uso de uma tipologia de padrões de desmatamento, métricas de paisagem e técnica de mineração de dados. Pontos amostrais representativos de cada padrão de desmatamento foram sorteados aleatoriamente e avaliados visualmente por especialistas independentes. Como resultado dessa avaliação foi possível estabelecer o nível exatidão global do mapeamento em questão, estimado em 93% e com índices de omissão e de inclusão estimados em 7% e 1,5%, respectivamente. Padrões como espinha de peixe, multidirecional e consolidado, considerados mais complexos, apresentaram menores índices de acerto, mostrando coerência e indicando que maior atenção deve ser dada ao seu mapeamento. Os resultados apresentados, de uma forma geral, se mostraram consistentes, indicando que a metodologia desenvolvida pode ser replicada em mapeamentos similares

PADRÃO DA PAISAGEM ASSOCIADO AO USO E COBERTURA DA TERRA EM COMUNIDADES RIBEIRINHAS E DE TERRA FIRME SITUADAS NO SUDOESTE DO PARÁ

O presente artigo faz uma análise de padrões de paisagem associados ao uso e cobertura da terra de ·áreas no entorno de comunidades ribeirinhas e de terra firme da região sudoeste do Pará, com indicadores na escala da paisagem que medem a intensificação do uso da terra e a diversidade da paisagem. Esses indicadores foram utilizados conjuntamente com dados obtidos em levantamentos de campo, relativos à produção agropecuária e extrativista, possibilitando caracterizar o padrão da paisagem e o potencial econômico associado às atividades de uso e cobertura da terra, além de inferir por meio da análise de padrões da paisagem e de dados da produção, a possibilidade de inserção das comunidades em Arranjos Produtivos Locais, em cadeias econômicas constituídas ou a se constituir. Para a geração desses indicadores foram considerados modelos teóricos sobre intensificação, o uso de métrica de diversidade da paisagem, além de dados de uso e cobertura da terra do TerraClass-2012, contidos no espaço celular de [8x8] km, integrados a partir de técnicas de geoprocessamento. Os indicadores apontaram que a intensificação na região está em curso e a paisagem não foi totalmente incorporada pelo agronegócio, nem dominada por uma única classe de cobertura da terra. Embora, as ·áreas de agricultura anual (agronegócio) nas proximidades de Santarém, Belterra e Mojuí dos Campos, sejam mais intensificadas do que as de áreas de agricultura familiar, observou-se que elas também têm os maiores Índices de diversidade. Essa aparente contradição se dá porque a região ainda compartilha o espaço, onde se estabeleceu a produção de grãos, com a agricultura familiar e a pecuária. Porém, com o avanço do agronegócio na região, a partir da implantação de novos projetos e logísticas de transporte a tendência é de que novas áreas sejam incorporadas, implicando em uma significativa redução da diversidade da paisagem, especialmente se considerarmos o Estado do Mato Grosso como referência, onde há alta concentração de terras e grande pressão sobre as terras dos pequenos produtores rurais. Essa redução implica na diminuição de alternativas econômicas e de subsistência para a população local inserida nessas regiões, resultando em uma paisagem com baixo potencial econômico, seja para geração de renda, ou para criação de condições para subsistênci

EXPLORANDO AS RELAÇÕES ENTRE A DINÂMICA DEMOGRÁFICA, ESTRUTURA ECONÔMICA E MUDANÇAS NO USO E COBERTURA DA TERRA NO SUL DO PARÁ: LIÇOES PARA O DISTRITO FLORESTAL SUSTENTÁVEL DA BR-163

O Distrito Florestal Sustentável (DFS) da BR-163 no Pará foi criado com o objetivo de promover desenvolvimento local integrado com atividades baseadas em exploração florestal. A região tem cerca de 190.000 km2 e compreende os municípios de Altamira, Aveiro, Belterra, Itaituba, Jacareacanga, Novo Progresso, Placas, Rurópolis, Santarém e Trairão. Este trabalho discute as relações entre as dinâmicas demográficas e econômicas e as alterações observadas no uso e cobertura da terra para os municípios do DFS da BR-163 entre 1991 e 2007, a partir da interpretação dos dados disponíveis na base do IBGE, de evolução populacional (Censos Demográficos e contagem de 2007), os dados preliminares do Censo Agropecuário de 2006 e a estrutura econômica dos municípios (PIB municipal de 2005). Diferentes padrões foram encontrados entre os municípios do DFS da BR-163 , alguns mantiveram a tendência de crescimento populacional estimada para 2007, outros sofreram inversão na tendência de crescimento, caracterizando-se respectivamente, como centros atratores ou dispersores de população com diferentes estratégias econômicas e demográficas associadas ao uso da terra. A pluralidade de situações descritas neste artigo ressalta a necessidade de estudos específicos para as diferentes porções do território do DFS da BR-163, para que o objetivo de promover formas de exploração florestal seja alcançado, com maior grau de sustentabilidade e responsabilidade em relação aos recursos ambientais. Palavras-chave: Demografia. Uso da terra. Desmatamento. Mobilidade populacional. Rede urbana. Frente de ocupação. Amazônia brasileira. Distrito Florestal Sustentável. BR-163

REDES E CONECTIVIDADES NA ESTRUTURAÇÃO DA FRENTE DE OCUPAÇÃO DO XINGU-IRIRI – PARÁ

This paper describes the Xingu-Iriri frontier, in the south of Pará State, Brazil, in a region called “Terra do Meio”, considering the role of the networks, fluxes and connections in the patterns and process of the territory organization. Field data, interviews and secondary data were added to previous analysis to describe the transportation networks, the communication and information networks, the social network, the patterns of population mobility and the urban network. We present the importance of this characterization tool to improve the discussion about the role of the network systems and its interactions in the spatial structure and organization of a frontier region. This work is part of the GEOMA Network (Thematic network for Environmental Modelling in Amazonia) activities, complementary to the study of deforestation patterns and process in the evolution of new frontiers. Key words: physical and social networks; population mobility; urban network; frontier; Brazilian Amazon; territory structure.Este artigo descreve a Frente de ocupação do Xingu/Iriri, no sul do Pará, na região conhecida como Terra do Meio observando as redes, fluxos e conexões, cujas dinâmicas condicionam os padrões e os processos na estruturação e organização dos territórios nesta fronteira amazônica. Este trabalho insere-se nas atividades desenvolvidas pela rede GEOMA (Rede Temática de Pesquisa em Modelagem Ambiental da Amazônia), e complementa o estudo dos padrões de desmatamento e processos de ocupação nas novas fronteiras no sul do Pará. A partir de padrões e estruturas espaciais observados em imagens de satélite, identificados e descritos, somaram-se observações de campo, entrevistas e dados secundários para descrever a região. Foram descritas as redes de transporte, a rede de comunicação e informação, as redes de apoio, que aqui chamamos de redes sócio-institucionais, além da identificação dos padrões de mobilidade populacional e o conjunto de assentamentos humanos consolidados, que já apresenta características de uma incipiente malha urbana em formação. Discute-se como o método de caracterização das redes em escala local, apresentado neste trabalho, colabora com o debate sobre o papel das redes e suas inter-relações na estruturação espacial dos territórios nas novas fronteiras Amazônicas, em particular nos processos de ocupação desta região no sul do Pará. Palavras-Chave: redes físicas e sociais; mobilidade populacional; rede urbana; frente de ocupação; Amazônia brasileira; estruturação do território

MODELAGEM DINÂMICA DO DESMATAMENTO NA AMAZÔNIA

Dynamic models operating on a cellular automata (CA) basis have arisen as a feasible alternative for the analysis of the ever increasing deforestation rates in the Amazon. In this sense, this work aims at simulating deforestation in the area of São Félix do Xingu, southeastern part of Pará State, employing such class of models as a tool for understanding the main driving factors of deforestation. Real data of deforestation in 1997 and 2000 were used to assess the forest suppression extent in the study area. A set of explaining variables related to deforestation together with internal parameters of a CA model were used to generate a simulation for the year 2000. The provided simulation output presented a high fuzzy similarity index, what indicates the model effectiveness. The main driving variable takes the "distance to deforestaded areas in 1997", into consideration which confirms statements of previous scientific studies for this region concerning the predominance of new deforestation patches in the surroundings of pioneer areas. Keywords: Deforestation; Amazon Forest; Cellular automata; Dynamic modeling.Modelos dinâmicos baseados no paradigma de autômatos celulares surgem como uma alternativa viável para a análise do rápido crescimento das taxas de desmatamento na Amazônia. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo simular o desmatamento na região de São Félix do Xingu, sudeste do Pará, utilizando essa classe de modelos como ferramenta para a compreensão dos fatores condicionantes do desmatamento. Dados reais do desmatamento em 1997 e 2000 foram usados para identificar o processo de supressão da floresta na região. Um conjunto de variáveis relacionadas ao processo foi selecionado para, juntamente com parâmetros internos do modelo, fornecer uma simulação do desmatamento para o ano de 2000. A simulação gerada apresentou um índice de similaridade fuzzy elevado, indicando a eficácia do modelo. A variável que teve maior contribuição nas simulações obtidas foi "distâncias a áreas desmatadas em 1997", o que confirma assertivas de estudos científicos anteriores para a região sobre a prevalência do padrão de avanço do desmatamento em torno das áreas pioneiras. Palavras-chave: Desmatamento; Amazônia; Autômatos celulares; Modelagem dinâmica

Cartography of the Invisible: Revealing Small-scale Agriculture by RapidEye Imagery in the Region of Lower Tocantins, PA.

Remote sensing-derived data combined with the use of digital classification techniques provides a synoptic view and information about the temporal dimension of the studied phenomena on the territory, making possible to generate information about the landscape dynamic and spatial pattern in regions of large territorial extensions such as Amazon. In the mapping of large areas, such as those performed by INPE for the Legal Amazon with satellite images, land use and land cover classes are in general defined as a function of the spatial and radiometric resolution of the sensors used, so that small areas with diversified uses are generally aggregated into single and mixed class. This is the example of the so-called Mosaic of Uses class of the Land Use and Land Cover Monitoring System of the Amazon-TerraClass. This class represents in part, household agriculture, however, as this mapping is carried out based on TM or OLI images from Landsat series satellites, due to its spatial resolution of 30m and the minimum mapping area of 6.25 hectares (ha) defined by TerraClass, the identification of small production scale is compromised, since they are aggregated with other land use and land cover areas no longer distinguishable. For studies that seek to give visibility to small-scale economy spatial patterns, it is necessary to refine these classes with resolution data of better definition. In this context, the main objective of this work is to test three semi-automatic classification algorithms based on pixel and regions were tested, such as MAXVER, Bhattacharya and k-nearest neighbor (KNN) to evaluate theirs refinement capacity of the Mosaic of Uses class of the data produced by TerraClass-2014. The study area comprises part of the municipalities of Cametá, Mocajuba, and Baião, located in the northeastern region of Pará, where the production of cassava, black pepper, cacao, and açaí are economically important for the local population. For the mapping of the categories contained in the Occupancy Mosaic class, images of RapidEye, REIS sensors, orthoimage with 5m spatial resolution were used. The accuracy of the tested algorithms were estimated in 26%, 38% and 78% for MAXVER, Bhattacharya and k-nearest neighbor algorithms, respectively. In addition to the greater Global accuracy (78%), the k-nearest neighbor algorithm presented better results in relation to secondary vegetation, hydrography, and dirty pasture classes, with more than 90% of accuracy. The small-scale agriculture class presented 62% of accuracy, while the other two algorithms tested did not exceed 8%. The methodological approach developed demonstrated the feasibility of using spatial high-resolution images and semi-automatic methods to distinguish land use and land cover classes present into TerraClass's Mosaic of Uses class. The methodology can be used to complement the existing databases for the Amazon (TerraClass, MapBiomas, and IBGE), emphasizing small-scale agricultural categories, giving visibility to their production systems, frequently neglected in large extent mappings.Dados derivados de sensoriamento remoto aliados ao uso de técnicas de classificação digital de imagens fornecem uma visão sinóptica e informações sobre a dimensão temporal dos fenômenos espaciais, possibilitando gerar informações sobre a dinâmica e os padrões espaciais da paisagem em áreas de grandes extensões territoriais como a Amazônia. Nos mapeamentos extensivos, como os realizados com imagens de satélite pelo INPE para a Amazônia Legal, é comum a definição e descrição de classes de uso e cobertura da terra em função da resolução espacial e radiométrica dos sensores utilizados. Por essa razão, pequenas áreas que não atingem o tamanho mínimo da área de mapeamento e/ou com usos diversificados são, em geral, agregadas em uma única classe. Esse é o exemplo da classe denominada Mosaico de Ocupação presente na legenda do sistema de monitoramento do uso e cobertura da terra da Amazônia-TerraClass. Esta classe procura representar, em parte, a agricultura familiar, no entanto, como o mapeamento é feito pelo sensor TM ou OLI dos satélites da série Landsat, com resolução espacial de 30m e como o TerraClass define uma área mínima de mapeamento de 6,25 hectares (ha), a identificação de pequenas áreas agrícolas é comprometida, pois essas categorias são agregadas em classes mistas e não são mais distinguíveis. Para estudos que procuram dar visibilidade aos padrões espaciais de atividades de produção de pequena escala torna-se necessário realizar o refinamento dessas classes com dados de resolução espacial com melhor definição. Neste contexto, o objetivo desse trabalho é testar três algoritmos semiautomáticos de classificação, baseados em pixel e em regiões: os algoritmos MAXVER, Bhattacharya e K-Vizinho Mais Próximo (KNN), para avaliar a capacidade de refinamento da classe Mosaico de Ocupação do dado produzido pelo TerraClass-2014. A área de estudo compreende parte dos municípios de Cametá, Mocajuba e Baião, localizados na região Nordeste do Pará, onde a produção de mandioca, pimenta-do-reino, cacau e açaí têm grande importância econômica para população local. Para o mapeamento das categorias contidas na classe Mosaico de Ocupação, foram utilizadas imagens do RapidEye, sensor REIS, ortoimagens com 5m de resolução espacial. Foi estimada a exatidão global dos algoritmos testados obtendo-se índices de 26%, 38% e 78%, para os algoritmos MAXVER, Bhattacharya e K-Vizinho Mais Próximo, respectivamente. Além da maior exatidão Global (78%), o algoritmo K-Vizinho Mais Próximo apresentou melhores resultados relativo às classes de vegetação secundária, hidrografia, e pasto sujo, com mais de 90% de acerto. A classe agricultura anual de pequena escala apresentou acerto de 62%, enquanto o índice de acerto dos outros dois algoritmos testados não passou de 8%. A abordagem metodológica desenvolvida demonstrou a viabilidade do uso das imagens de alta resolução espacial e de métodos semiautomáticos para a classificação de classes de uso e cobertura da terra associadas à classe Mosaico de Ocupação do TerraClass. A metodologia pode ser utilizada para complementar às atuais bases de dados existentes para a Amazônia (TerraClass, MapBiomas e IBGE), explicitando as categorias agrícolas de produção em pequena escala, dando visibilidade a esses sistemas de produção, frequentemente negligenciados nos mapeamentos que abrangem grandes extensões territoriais

The Middle and Lower Xingu: the response to the crystallization of different temporalities in the production of regional space | Médio e Baixo Xingu: o reflexo da cristalização de diferentes temporalidades na produção do espaço regional

While the region of the Middle and Lower Xingu has been a protagonist during many episodes of Brazilian history, it remains unknown to a large cross-section of society. Within this perspective, we have revealed some of the different elements responsible for the production of regional space by joining theoretical exercise with empirical, which signifies combining some of the knowledge that has been produced on the region with the discourse of some of the different agents involved in its transformation. Accordingly, the following processes were adopted as markers: colonization, the opening of the Trans-Amazonian, land conflicts and the construction of the Belo Monte Hydroelectric Power Plant. As part of this collective effort, based on interviews with the central institutions (from the First, Second and Third sectors), and with communities from different locations within the region, this article gathers together arguments that contribute to the debate regarding the accumulated processes in the Brazilian Amazon, and particularly in the Middle and Lower Xingu

Ethical considerations related to drone use for environment and health research: A scoping review protocol

Introduction: The use of drones in environment and health research is a relatively new phenomenon. A principal research activity drones are used for is environmental monitoring, which can raise concerns in local communities. Existing ethical guidance for researchers is often not specific to drone technology and practices vary between research settings. Therefore, this scoping review aims to gather the evidence available on ethical considerations surrounding drone use as perceived by local communities, ethical considerations reported on by researchers implementing drone research, and published ethical guidance related to drone deployment. Methods and analysis: This scoping review will follow the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses extension for scoping reviews (PRISMA-ScR) and the Joanna Briggs Institute (JBI) guidelines. The literature search will be conducted using academic databases and grey literature sources. After pilot testing the inclusion criteria and data extraction tool, two researchers will double-screen and then chart available evidence independently. A content analysis will be carried out to identify patterns of categories or terms used to describe ethical considerations related to drone usage for environmental monitoring in the literature using the R Package RQDA. Discrepancies in any phase of the project will be solved through consensus between the two reviewers. If consensus cannot be reached, a third arbitrator will be consulted. Ethics and dissemination: Ethical approval is not required; only secondary data will be used. This protocol is registered on the Open Science Framework (osf.io/a78et). The results will be disseminated through publication in a scientific journal and will be used to inform drone field campaigns in the Wellcome Trust funded HARMONIZE project. HARMONIZE aims to develop cost-effective and reproducible digital infrastructure for stakeholders in climate change hotspots in Latin America & the Caribbean and will use drone technology to collect data on fine scale landscape changes

Indicadores para a compartimentação da paisagem em unidades de ocupação em uma região de fronteira agrícola em Rondônia

This work investigates the partitioning of space in areas of recent colonization in Rondônia, Brazilian Amazônia, based on the history of occupation and geomorphological characteristics. Such partitionings of the space can bring about a better understanding of the roles of the deforestation actors, and the effects of their action in landscape transformation. Visual interpretation of satellite imagery, cluster analysis and spatial auto-correlation analysis are used to characterize homogeneous areas.Pages: 585-58

Detecção e Classificação de padrões da Degradação Florestal na Amazônia por meio de banco de dados celular

Forest degradation is a threat looms over Amazon forest. Detection and Recognition of Forest Degradation patterns are important to address forest state. This study presents the asset of application of a novel free system for spatial data mining, called GeoDMA, for distinguishing patterns in forest degradation in Brazilian Amazon. Types were related to progressive events of decreasing forest canopy. An analysis of land cover dynamic, from satellite image time series, is also showed. Method was based on cell database construction, landscape metrics and data mining techniques. Cell-based classification, provided by GeoDMA, proved to be useful in distinguishing forest degradation patterns. Errors were mostly caused by spatial and spectral resolution constraints of Landsat images (30m) than to the rules used to perform classification. Cell data base construction with resolution of 1km2 was suitable to represent forest degradation typologies. However, we recommend future studies to test finer resolution. Time analyses interval of three years between series data was not appropriate to represent land cover dynamics. Fast transition between forest and clear-cut requires analysis at annual-basis to better determine and detect forest degradation and their trajectories. Patterns have found to São Félix do Xingu may not be enough to represent all the patterns one can distinguish in Amazon region.Pages: 3397-340