Análise de principais componentes de imagens C-SAR para mapeamento de inundação, Província de Santa Fe, Argentina

Flood events are phenomena associated with heavy rainfall. In Argentina, floods have high economic and social costs, including loss of human life. In this paper, principal component analysis (PCA) is used to map flood-prone areas along the Paraná river in Santa Fe, Argentina. The Sentinel-1B (S1B) images, sensor C-SAR with VH polarisation Interferometric type (IW) Ground Range Detected (GRD) with spatial resolution of 10 m, from 2016, were referenced and the PCA method was used to extract the four first principal components. The flood-affected images make it possible to accurately define the flooded area. In targets with dense vegetation, however, there is no pixel backscatter pattern. PC2 better highlighted the threshold of pixel intensity, with an accuracy of 70%, and 93% of the mapped area was shown to be flood-prone. Procedures to map floods remotely are pivotal because they can quickly obtain precise data on flood areas that may not be accessible for fieldwork or that have not yet been mapped in great detail.Inundações são associadas a chuvas intensas. Na Argentina é o evento natural que causa mais perdas econômicas, sociais e de vidas humanas. O objetivo desse trabalho é mapear a área de inundação do rio Paraná, em Santa Fe, por Análise de Componentes Principais (ACP). As imagens Sentinel-1B, sensor C-SAR, polarização VH do tipo Interferométrico (IW) Ground Range Detected (GRD), pixel de 10 m, ano 2016, foram referenciadas, extraindo as quatro primeiras ACP.As imagens sob efeito de inundação permitiram delimitar com precisão a área inundada. No entanto, em áreas com densidade de vegetação não há um padrão de retroespalhamento dos pixéis. A PC2 destacou melhor o limiar de intensidade dos pixéis de inundação, com uma precisão de 70%, sendo que 93% da área mapeada é suscetível à inundação. A cartografia de risco de inundação obtida a partir de sensoriamento remoto revela-se essencial, pois possibilita a obtenção de resultados rápidos e precisos das áreas de inundação, em áreas cujo trabalho de campo não seja possível ou não se encontrem disponíveis mapas detalhados das áreas atingidas

Ocurrence of mass movements in the paranhana river’s basin-RS

A bacia do rio Paranhana é constante cenário de desastres naturais. Em períodos de eventos pluviométricos extremos são comuns as ocorrências de inundações e movimentos de massa. Visando contribuir para o entendimento desse cenário foram feitas expedições de campo na região, e coletados pontos com um GPS topográfico das ocorrências de movimentos de massa. Busca-se identificar padrões nas ocorrências de movimentos de massa, utilizando técnicas de geoprocessamento e imagens de satélite. Posteriormente, será analisada a ocupação da população nas áreas de risco, o número de ocorrências e quais ações mitigadoras estão sendo realizadas pelos municípios e pela Defesa Civil. Como produto final será elaborado um mapa de áreas suscetíveis a movimentos de massa, e de áreas de perigo com populações em risco.The Paranhana River’s hydrographic basin is constant scenario of naturals disasters. In times of rainfall events extremes, are common the occurrence of floods and mass movements. To contribute to the understanding of this scenario, were made field research in the region, where points were collected with a precision GPS receiver, of ocurrently of mass movements. This collection aims to identify patterns of points in the occurrence of mass movements, using satellite images and techniques of geoprocessing. Later, we will analyze the occupation of the population in risk areas, the number of occurrences and wich mitigations actions being taken by municipal district and civil defense. As the final work, will produce a map with areas most propicious to the mass movements, and areas of hazard with population at risk

Seasonal dynamics of the remaining Atlantic Forest, from a time series NDVI/MODIS

O sensoriamento remoto de dados orbitais multitemporais é uma ferramenta eficaz de grande potencial em estudos ambientais. As séries temporais de índices de vegetação como o NDVI, podem auxiliar em estudos que envolvem a análise e monitoramento de tipos e mudanças da cobertura vegetal. O presente trabalho teve por objetivo analisar a dinâmica sazonal de remanescentes florestais da Mata Atlântica, a partir de uma série temporal de imagens de NDVI/MODIS do período de 2000 a 2011, na bacia do rio dos Sinos – RS. A partir das imagens MODIS, foram gerados espectros temporais para fitofisionomia de Floresta Estacional Semidecidual de Terras Baixas; Floresta Estacional Semidecidual Submontana; Floresta Estacional Semidecidual Montana; e Floresta Ombrófila Mista. Com base nos espectros temporais observa-se que o NDVI mantém um padrão temporal, geralmente com valores menores no inverno e maiores no verão. Essa característica temporal tem amplitudes mensais variáveis. A dinâmica sazonal do NDVI é influenciada principalmente pela variação das temperaturas entre as estações do ano. A característica semidecídua, decorrente das baixas temperaturas impostas às fitofisionomias, altera a dinâmica espectral da vegetação e, dessa forma, a amplitude de variação do NDVI.Remote sensing of multitemporal orbital data is an effective tool of great potential in environmental studies. The temporal series of vegetation indices such as NDVI can help in studies that involve the analysis and monitoring of types and changes of vegetation cover. The present work had the objective of analyzing the seasonal dynamics of forest remnants of the Atlantic Forest, from a time series of NDVI/MODIS images from 2000 to 2011, in the Sinos river basin - RS. From the MODIS images, temporal spectra were generated for the Phytophysiognomy of Semidecidual Seasonal Lowland Forest; Submontane Semidecidual Seasonal Forest; Semidecidual Seasonal Forest Montana; and Mixed Ombrophilous Forest. Based on the temporal spectra it is observed that the NDVI maintains a temporal pattern, generally with smaller values in the winter and larger values in the summer. This temporal characteristic has variable monthly amplitudes. The seasonal dynamics of the NDVI are influenced mainly by the variation of the temperatures between the seasons of the year. The semi-deciduous characteristic, due to the low temperatures imposed on the phytophysiognomies, changes the spectral dynamics of the vegetation and, therefore, the range of NDVI variation

Identification of urban expansion in wetlands through the geographical information system. Case study: Gravataí river flooded area

Com a implantação da Lei 1.233 de 1954, que dispõe sobre os arruamentos e outros providências sobre regulamentação de loteamentos urbanos de Porto Alegre, o uso da terra na capital sofreu forte valorização, influenciando na instalação de investimentos públicos e privados por meio de novas infraestruturas e altos impostos municipais. Como resultado, durante as décadas de 1950 e 1960 houve a elevação do preço no mercado imobiliário, contribuindo para a dispersão da população com baixo poder aquisitivo para além das divisas municipais porto-alegrenses, que ocupou os municípios periféricos, mas acessíveis às fontes de trabalho na capital. O presente artigo busca identificar a expansão da urbanização em parte da planície de inundação do Rio Gravataí, no perímetro compreendido pelas divisas dos municípios gaúchos de Porto Alegre, Gravataí, Cachoeirinha e Alvorada. Destaca-se aqui a expansão da urbanização sobre as áreas úmidas, tendo como base os mapas feitos no software Idrisi com imagens de satélites que datam de 1985 e 2007, e o uso de fotografias aéreas de 1971 disponibilizadas pela Metroplan. A ocupação dos municípios limítrofes impulsionou e estimulou a especulação imobiliária, bem como o parcelamento do uso do solo e a implantação de novos loteamentos. A partir do uso das imagens e fotografias aéreas, notouse o aumento da ocupação ao longo das principais vias de circulação, assim como em áreas inadequadas para residências, por serem consideradas áreas de preservação e de inundação do rio. Além do uso residencial, o avanço de outras atividades antrópicas sobre o sistema natural também foi observado, como práticas agrícolas, descarte de resíduos agrícolas, tratamento do esgoto sanitário e extração de minérios e água na região de estudo.With the implementation of the law 1,233 of 1954, which rules on the streets and other regulatory measures of urban building in Porto Alegre, the use of land in the capital suffered strong appreciation, influencing the installation of public and private investment through new infrastructure and high municipal taxes. As a result, during the decades of 1950 and 1960 there was the price rise in the real estate market, contributing to the dispersion of the population with low income in addition to the local currency porto-alegrenses, occupying the peripheral municipalities, but accessible to working sources in the capital. This article seeks to identify the expansion of urbanization in part of the floodplain in Gravataí River, in the perimeter of the municipalities of Porto Alegre, Gravataí, Cachoeirinha and Alvorada. The expansion of urbanization over wetlands is highlighted here based on compositions made in Idrisi software with satellite images dating from 1985 and 2007, and the use of 1971 aerial photographs available by Metroplan. The occupation of the neighboring municipalities spurred and stimulated real land speculation, as well as the land use planning and the implantation of new residential condominiums. From use of the images and aerial photographs, noticed the increase of occupation along the main traffic routes, as well as in places unsuitable for residences, because they are considered areas of preservation and river flood. Beyond the residential use, the advancement of other human activities on the natural system was also observed: agricultural practices, agricultural waste disposal, sewage treatment, minerals extraction and water in the region of study

Landslide susceptibility mapping using artificial neural networks

Os movimentos de massa são um dos principais fenômenos responsáveis por desastres naturais no Brasil. O mapeamento pode auxiliar no ordenamento territorial das áreas suscetíveis. As redes neurais artificiais se destacam na modelagem e mapeamento de suscetibilidade por sua elevada acurácia, capacidade de aprendizagem e generalização dos resultados. Assim, este estudo teve como objetivo mapear áreas suscetíveis a movimentos de massa, considerando quatro conjuntos amostrais, a partir de um modelo de RNA. Para tal, foi elaborado um inventário de cicatrizes, extraídos atributos do terreno e analisados conforme sua importância para os modelos, organizados os conjuntos amostrais conforme duas áreas amostrais e dois processos de reamostragem, realizados treinamentos, validação e teste dos modelos, e reclassificação e espacialização das áreas suscetíveis. Foram identificadas 297 cicatrizes de movimentos de massa, as quais cobriram uma área de 1,06 km². As variáveis preditivas que apresentaram maior importância foram a elevação, seguida pela declividade, fator LS e profundidade do vale. Foi observado que a restrição de área para coleta de amostras aleatórias de não ocorrência pode afetar a capacidade de generalização do modelo, enquanto a redução do conjunto amostral de treinamento diminui o tempo de processamento, sem interferir significativamente na acurácia. Pode-se concluir que as RNA se mostraram capazes de modelar as áreas suscetíveis, com acurácia no mapeamento próximas ou superiores a 0,9.Landslides are one of the main phenomena responsible for natural disasters in Brazil. Mapping can assess the spatial planning of susceptible areas. Artificial neural networks (ANN) stand out the susceptibility modeling and mapping by their high accuracy, as well as capacity learning and generalizing their results. Thus, this study aimed to map susceptible areas to landslides, considering four different sample sets, from an ANN model. For this, an inventory of landslides was drawn, with terrain attributes extracted and their importance to models analyzed, sample sets were organized according to two sample areas and two resampling processes, training, validation and test of the predictive models, followed by reclassification and spatialization of the susceptible areas. The were identified 297 landslides scars, covering a total area of 1.06 km². The most important predictive variables were elevation, slope, LS factor and valley depth. It was observed that the restriction of area for random sampling of non-occurrence may affect the model generalization capacity, while the reduction of the training sample set decreases the processing time, without significantly interfering with the accuracy. The ANN were able to model the susceptible areas, with mapping accuracy near or greater than 0.9

Inconsistencies of the permanent preservation areas of the rural environmental registry through Geobia

As regras de exploração e de conservação da vegetação nativa, no Brasil, estão instituídas no Novo Código Florestal. O registro das informações dos imóveis rurais é realizado a partir do Cadastro Ambiental Rural (CAR). O objetivo desse estudo édesenvolver e avaliar uma metodologia para mapear conflitos da cobertura e uso da terra em APPs averbadas no CAR, integrando imagens orbitais de multissensores e de multirresoluções com GEOBIA. Para isso, foram utilizadas imagens Sentinel 1 e 2A. As bandas ópticas do Sentinel 2A com resolução espacial de 10 m foram utilizadas no processo de segmentação, considerando os parâmetros limiar de similaridade e o Tamanho Mínimo do Objeto (TMO). A segmentação com a menor distância Euclidiana (D) foi utilizada na avaliação dos parâmetros do método Random Forest(RF). Os resultados mostram que o desvio padrão das texturas Momento da Diferença Inversa e Variância foram os mais relevantes para discriminar as classes de cobertura e uso da terra. Nas APPs averbadas em áreas menores que 1 módulo fiscal e entre 1 e 2 módulos fiscais, a maior parte foi classificada como Campo e Mata nativa. Nas APPs averbadas em propriedades entre 2 e 4 módulos fiscais e maiores que 4 módulos fiscais, observa-se aumento de Solo exposto e Agricultura. Os resultados permitiram quantificar que as maiores inconsistências entre as APPs averbadas e a classificação da cobertura e uso da terra foram identificadas em propriedades superiores a 4 módulos.In Brazil, the rules for exploration and conservation of native vegetation are established in the New Forest Code, the registration of information on rural properties is carried out through the Rural Environmental Registry (CAR). The objective of the study is to develop and evaluate a methodology for mapping the inconsistencies between land cover and land use with PermanentPreservation Areas (APPs) recorded in the CAR. For this, Sentinel 1 and 2A images were used. The optical bands of Sentinel 2A with spatial resolution of 10 m were used in the segmentation process, considering the similarity threshold parameters and Minimum Object Size (TMO). Segmentation with the shortest Euclidean distance (D) was used in the evaluation of the parameters of the Random Forest (RF) method. The standard deviation of the Moment of the Inverse Difference and Variance textures were the most relevant to discriminate the classes of land cover and use. For APPs registered with areas smaller than 1 fiscal module, for a total of 95.96 ha, most were classified as native Field and Forest. In areas between 1 and 2 fiscal modules, total of 119.62 ha, the most prevalent classes were also the native Campo and Mata classes

NDVI and EVI Time Series Properties of Vegetation Cover in Areas of RQo Soils Associated with Sanding Process

Os processos relacionados a arenização inicialmente conceituados para a região sudoeste do Rio Grande do Sul, também ocorrem em outras regiões do Brasil. Estudos demonstram que o ponto convergente entre essas áreas é o tipo de solo, os Neossolos Quartzarênicos Órticos (RQo). Este artigo analisa as propriedades das séries temporais de NDVI e EVI da cobertura vegetal em áreas de solos RQo no Rio Grande do Sul, Goiás, Tocantins e Piauí, no período entre 2000 e 2015. Para tanto a metodologia proposta utiliza as seguintes propriedades: média, tendência, variabilidade interanual (IAV) e sazonalidade das séries temporais MOD13Q1 sensor MODIS, de NDVI e EVI; mapa de solos e índices pluviométricos do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Os resultados mostram que o comportamento dos valores das propriedades sugere que a cobertura vegetal em áreas com solos RQo em Gilbués/PI e Mateiros/TO se apresentam mais estáveis na série temporal, sem dinâmicas naturais ou antrópicas que ocasionem grandes mudanças no comportamento temporal da vegetação para serem expressas pelas propriedades tendência e IAV. Maçambará e Serranópolis com dinâmicas de arenização nas áreas de RQo mais intensas, apresentaram resultados mais expressivos. Serranópolis por abranger extensas áreas de pastagens e atividades agrícolas e ainda conservar uma boa parte de remanescentes de Cerrado se destacou com valores mais elevados em relação a tendência e sazonalidade. A variação da sazonalidade nas quatro áreas é consequência principalmente da dinâmica climática sazonal. As séries temporais de NDVI e EVI MODIS se mostraram eficientes em mostrar as variações temporais da biomassa e possibilitaram analisar satisfatoriamente a variação espaço-temporal do verdor da cobertura vegetal em áreas de solos RQo associadas a arenização.The sandization processes initially conceptualized for the southwestern region of Rio Grande do Sul, also occur in other regions of Brazil. Studies show that the converging point between these areas is the type of soil, the Neossolos Quartzarênicos Órticos (RQo). This article analyzes the properties of the NDVI and EVI time series of vegetation cover in areas of RQo soils in Rio Grande do Sul, Goiás, Tocantins and Piauí, in the period between 2000 and 2015. For this purpose, the proposed methodology uses the following properties: average, trend, interannual variability (IAV) and seasonality of the sensor MODIS, NDVI and EVI time series; soil map and rainfall index of the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satellite. The results show that the behavior of the property values suggests that the vegetation cover in areas with RQo soils in Gilbués / PI and Mateiros / TO are more stable in the time series, without natural or anthropic dynamics that cause major changes in the vegetation’s temporal behavior to be expressed by the trend and IAV properties. Maçambará and Serranópolis with sanding dynamics in the most intense RQo areas, presented more expressive results. Serranópolis for covering extensive areas of pastures and agricultural activities and still conserving a good part of Cerrado remnants stood out with higher values in relation to the trend and seasonality. The variation in seasonality in the four areas is mainly due to seasonal climatic dynamics. The time series of NDVI and EVI MODIS proved to be efficient in showing the temporal variations of the biomass and made it possible to satisfactorily analyze the space-time variation of the greenness of the vegetation cover in areas of RQo soils associated with sanding

Distance estimations for municipal solid waste disposal in the São Paulo state

Os resíduos sólidos urbanos (RSU) representam uma das grandes preocupações ambientais, sociais e econômicas contemporâneas. No Brasil, 78,3 milhões de toneladas de RSU foram gerados no ano de 2016. Apenas no estado de São Paulo, neste mesmo ano, foram gerados cerca de 14,6 milhões de toneladas, cerca de19% do que foi gerado no país. No gerenciamento dos RSU a coleta e o transporte são as etapas que mais impactam o orçamento financeiro, em média são gastos de 40 a 70%dos recursos nessas etapas. Além disso, o transporte dos RSU também impacta o meio ambiente através das emissões de gases de efeito estufa provenientes dos caminhões. O objetivo deste trabalho foi estimar e analisar espacialmente utilizando Sistemas de Informação Geográficas (SIG) as distâncias percorridas pelos caminhões de coleta de RSU desde os centros urbanos até os locais de disposição final dos RSU em escala regional para os municípios do estado de São Paulo. Os resultados demonstraram que para transportar os RSU dos municípios paulistas, durante o ano de 2016, foram percorridos aproximadamente 91 milhões de quilômetros. Este valor é suficiente para dar mais de 2.293 voltas no planeta Terra, e consequentemente contribui para os altos custos ambientais e econômicos desta etapa do gerenciamento dos RSU.Municipal solid waste (MSW) is one of the major environmental, social and economic concerns. In Brazil, 78.3 MSW million tons were generated in the year 2016. In the São Paulo state, about 14.6 million tons were generated, around 19% of what was generated in the whole country. In the MSW management, collection and transport are the stages that most affect the financial budget, on average 40 to 70% of the economic resources are spent in these phases. In addition, this also influences the environment through greenhouse gas emissions caused by MSW trucks. This study objective was to estimate and spatially analyze using Geographic Information Systems (GIS) the distances traveled by MSW collection trucks from urban centers to final MSW disposal sites on a regional scale for all municipalities in the state of São Paulo during the year of 2016. The results showed that to transport MSW inthe São Paulo state the trucks had traveled approximately 91 million kilometers. This distance is sufficient to give more than 2,293 laps on planet Earth and consequently contributes to the high environmental and economic costs of this MSW management stage