Estimativa de impactos da extração seletiva de madeiras na Amazônia utilizando dados LIDAR

Forest management activities are crucial for the sustainable development of Brazil. Those activities require, however, a strict monitoring that are ofen difcult to operationalize. The mapping of impacted areas by selective logging and the measurement of forest impacts because of logging operations are mostly based on extensive and costly feld surveys. In this study, the Light Detection and Ranging (LiDAR) airborne technology was used to assess the impacts caused by selective logging within 21 units of forest annual production in the Amazon. The study sites are in the states of Rondônia and Pará, within National Forests under federal forestry concession. We used two metrics derived from the point cloud LiDAR for mapping forest impacts: The Canopy Height Model (CHM) and the Relative Density Model (RDM) as forest understory metric. The results of detection of forest impacts derived from the LiDAR dataset showed similar performance of feld-based surveys. We estimated that selective logging activities had impacted an average of 6.8% (± 1.3%, standard deviation) of the forest understory of the Annual Production Units (APU) studied and caused an increase of 4.9% (± 0.9%) in areas of forest canopy opening. The LiDAR technology showed to be effective for assessing and monitoring forest impacts of selective logging in the federal forest concessions in the Amazon.As atividades de manejo florestal são consideradas importantes para o desenvolvimento sustentável para a Amazônia. Tais atividades exigem, entretanto, monitoramento rigoroso que muitas vezes são de difícil operacionalização. O mapeamento das áreas afetadas pela exploração seletiva de madeira e a mensuração dos danos florestais decorrentes da exploração florestal ainda são dependentes de extensos e onerosos levantamentos de campo. Neste estudo foi utilizada a tecnologia Light Detection And Ranging (LiDAR) aerotransportada para realização dos impactos causados pela extração seletiva de madeiras em 21 Unidades de Produção Anual na Amazônia. As áreas de estudo estão localizadas nos estados de Rondônia e do Pará, em Florestas Nacionais sob regime de concessão florestal federal. Foram utilizadas duas métricas derivadas da nuvem de pontos LiDAR para o mapeamento dos impactos nas florestas: a Canopy Height Model (CHM) como métrica do dossel e a Relative Density Model (RDM) como métrica do sub-bosque. Os resultados da detecção dos impactos florestais obtidos com o mapeamento com dados do LiDAR são compatíveis com o mapeamento realizado em campo. Observou-se que as práticas de extração florestal de impacto reduzido causaram danos no sub-bosque na ordem de 6,8% ±1,3 % da área total das UPA (Unidade de Produção Anual) avaliadas e 4,9 ±0,9 % de abertura de clareiras. A tecnologia LiDAR demonstrou ser efetiva para o monitoramento dos impactos da extração seletiva de madeiras em áreas sob concessão florestal federal na Amazônia

Detection of logging infrastructure in the state of Rondônia using remotely sensed data

A infraestrutura para exploração florestal é fundamental nas atividades de exploração madeireira, mas responde por grande parte dos impactos ambientais dessa atividade. O presente estudo aplicou e testou cinco técnicas de processamento digital de imagens orbitais com três resoluções espaciais distintas para a detecção de estradas e pátios florestais construídos em áreas sob manejo florestal sustentável na Floresta Nacional do Jamari, estado de Rondônia. Os resultados mostraram que o NDVI e a Análise de componentes principais apresentaram a melhor acurácia global nas resoluções espaciais de 5 e 10 metros e na de 30 metros, respectivamente. De maneira geral, a acurácia do produtor para a classe de interesse não foi alta, alcançando no máximo 39,2%, e índice Kappa de 0,38. A baixa performance das técnicas de geoprocessamento utilizadas na detecção de florestas exploradas seletivamente está relacionada às alterações ocorridas no dossel da floresta manejada, pouco perceptíveis em imagens de satélite.Logging lands (forest roads and log decks) are an underlying issue during selective logging activities, but they are responsible for most impacts on the forest. This study aimed to apply and assess the performance of five geoprocessing techniques on remotely sensed data using three different spatial resolutions to detect logging lands under forest management at the Jamari National Forest, state of Rondônia, Brazil. The research results showed that Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Principal Components Analysis (PCA) presented the best overall accuracy using spatial resolutions of 5 and 10 meters, and 30 meters, respectively. Generally, the overall accuracy and Kappa statistics for the selectively logged forest classifications were not good (39.2% or lower, and 0.38 or lower, respectively). The low performance of the geoprocessing techniques is related to the subtle changes on the forest canopy cover under selective logging activities

The estimation of selective logging impact in Amazon forest using LIDAR data

As atividades de manejo florestal são consideradas importantes para o desenvolvimento sustentável no Brasil. Tais atividades, entretanto, exigem monitoramento rigoroso que muitas vezes é de difícil operacionalização. O mapeamento das áreas afetadas pela exploração seletiva de madeira e a mensuração dos impactos decorrentes da exploração florestal ainda são dependentes de extensos e onerosos levantamentos de campo. Neste estudo foi utilizada a tecnologia Light Detection and Ranging (LiDAR) aerotransportada para avaliação dos impactos causados pela extração seletiva de madeira em 21 Unidades de Produção Anual na Amazônia. As áreas de estudo estão localizadas nos estados de Rondônia e do Pará, dentro de Florestas Nacionais sob regime de concessão florestal federal. Foram utilizadas duas métricas derivadas da nuvem de pontos LiDAR para o mapeamento dos impactos nas florestas: a Canopy Height Model (CHM) como métrica do dossel e a Relative Density Model (RDM) como métrica do sub-bosque. Os resultados da detecção dos impactos florestais obtidos do mapeamento com dados do LiDAR são compatíveis com o levantamento realizado em campo. Estimou-se que as atividades de extração seletiva de madeiras impactaram em média 6,8% (± 1,3%, desvio padrão) da área total de sub-bosque das Unidades de Produção Anual (UPA) avaliadas e causaram incremento de 4,9% ± 0,9% em área de clareiras. A tecnologia LiDAR é efetiva para o monitoramento dos impactos da extração seletiva de madeiras em áreas sob concessão florestal federal na Amazônia.Forest management activities are crucial for the sustainable development of Brazil. Those activities require, however, a strict monitoring that are often difficult to operationalize. The mapping of impacted areas by selective logging and the measurement of forest impacts because of logging operations are mostly based on extensive and costly field surveys. In this study, the Light Detection and Ranging (LiDAR) airborne technology was used to assess the impacts caused by selective logging within 21 units of forest annual production in the Amazon. The study sites are in the states of Rondônia and Pará, within National Forests under federal forestry concession. We used two metrics derived from the point cloud LiDAR for mapping forest impacts: The Canopy Height Model (CHM) and the Relative Density Model (RDM) as forest understory metric. The results of detection of forest impacts derived from the LiDAR dataset showed similar performance of field-based surveys. We estimated that selective logging activities had impacted an average of 6.8% (± 1.3%, standard deviation) of the forest understory of the Annual Production Units (APU) studied and caused an increase of 4.9% (± 0.9%) in areas of forest canopy opening. The LiDAR technology showed to be effective for assessing and monitoring forest impacts of selective logging in the federal forest concessions in the Amazon

INFLUÊNCIA DAS ATIVIDADES AEROPORTUÁRIAS NA PERDA DE SOLO POR EROSÃO LAMINAR UTILIZANDO DADOS DE SENSORIAMENTO REMOTO

The implementation, operation and expansion of airports are considered potentially causing activities of large impacts on the environment. They may trigger soil erosion, deforestation, and damage to water bodies. Studies related to soil erosion are still scarce for airport environments. This study aims to identify, map and estimate the environmental impacts on soil in 2003, 2009 and 2013 in the Brasília International Airport - President Juscelino Kubitschek and its surrounding area (2 km), a period in which several expansion works were conducted. Satellite images of high spatial resolution and Geographic Information System were used. The Universal Soil Loss Equation - USLE was used to identify areas susceptible to erosion. This study results using the USLE showed a low soil loss in the study area during the three studied years (less than 10 t ha-1 year -1), which indicated that the impacts caused by urban sprawl (observed within the surrounding area) and the airport activities were similar. Thus, this research results contribute to better characterize temporal changes in the airport and its surrounding area as a basis for strategic environmental planning and for future analysis of land use changes in the studied are.A implantação, operação e expansão dos aeroportos são consideradas atividades potencialmente causadoras de grandes impactos ao meio ambiente. Elas desencadeiam processos erosivos, desmatamentos e danos a corpos hídricos. Estudos relacionados à erosão do solo são escassos em ambientes aeroportuários. O presente trabalho tem como objetivo identificar, mapear e estimar a perda de solo para os anos de 2003, 2009 e 2013 no Aeroporto Internacional de Brasília - Presidente Juscelino Kubitschek e seu entorno (2 km), período em que muitas obras de expansão foram realizadas. Foram utilizadas imagens de satélite de alta resolução espacial e Sistema de Informação Geográfica. Para identificar as áreas suscetíveis à erosão, foi utilizada a Equação Universal de Perda de Solo – EUPS. Os resultados da EUPS mostraram que a área de estudo apresentou baixa perda de solos nos três anos analisados (inferior a 10 t ha-1 ano-1), indicando que os impactos causados pela expansão urbana (observada na área do entorno) e pelas atividades aeroportuárias foram similares. Esta pesquisa contribui para auxiliar na caracterização temporal da área do aeroporto e seu entorno, formando uma base para o planejamento ambiental estratégico e para futuras análises das mudanças do uso da terra na área de estudo

Georeferencing of priority areas for biodiversity conservation in the region of Ecomuseum the Cerrado - GO

O EcoMuseu do Cerrado localizado no Estado de Goiás se estende em uma superfície de 8.066 km2. Sete municípios goianos fazem parte do EcoMuseu. Pela definição do Ministério do Meio Ambiente 4.444 km2 se inserem nas áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade nacional. A rede hidrográfica do EcoMuseu está composta por sete bacias hidrográficas. O presente estudo identificou as duas bacias hidrográficas do rio Peixe e do rio das Almas para receberem tratamento especial de gestão, uma vez que nelas ainda existe um alto percentual de área com vegetação natural pouco ou quase nada explorada. Utilizando-se de técnicas de geoprocessamento identificou-se o uso atual do solo assim como a pressão antrópica existente nessas bacias hidrográficas. As duas bacias, a do rio Peixe o do rio das Almas, localizam-se no município de Pirenópolis. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe Cerrado Ecomuseum of the State of Goiás encompasses an area of 8,066 km2. Seven municipalities of the State of Goias are part of these Ecomuseum. According to the definition of the Brazilian Ministry of the Environment (MMA), 4,444 km2 fall into the priority areas for biodiversity conservation. The hydrologic network within the Cerrado Ecomuseum is composed by seven watersheds. Based on our results, we observed that two watersheds (the Peixe and Alma Rivers) should be object of special management program, since they still have high percentage of very pristine areas. We mapped the current land and analyzed the anthropogenic pressure within these two watersheds using geoprocessing techniques. These two watersheds are located within the municipality of Pirenópolis

INTERPOLADOR GEOESTATÍSTICO PARA ESTIMAR VOLUME NUM POVOAMENTO DE Eucalyptus urophylla, EM RIO VERDE/GOIÁS

Os métodos tradicionais de estatística aplicados em inventários florestais não exploram suficientemente as relações existentes entre as unidades amostrais. O presente estudo buscou comparar as estimativas de um interpolador geoestatístico em relação ao inventário florestal tradicional. A área de estudo envolveu um total de 116 hectares de Eucalyptus urophylla em Rio Verde/GO. Esta floresta, plantada em 2005, tem espaçamento 2,8 m x 1,8 m. Para este estudo foram amostradas 23 parcelas de 400 m² cada. Para avaliação do processo de interpolação foram utilizadas de forma aleatória 13 parcelas das 23 alocadas. As outras 10 parcelas foram utilizadas para validação da interpolação. Os resultados desta pesquisa indicam que não houve diferença significativa entre as estimativas feitas a partir da Krigagem Ordinária e do inventário florestal tradicional. Assim sendo, o método se mostrou eficiente para estimar o volume no povoamento florestal em estudo, podendo contribuir com muita eficiência na espacialização dessa variável

Small scale ecological zoning of Distrito Federal, Brazil, for traditional forest species

Neste estudo foram analisadas variáveis biofísicas para definir áreas potenciais para o plantio de espécies florestais tradicionais no território do Distrito Federal. As espécies testadas foram Pinus caribaea Morelet var. caribaea, P. caribaea Morelet var. hondurensis (Sénécl.) W. H. G. Barrett & Golfari, P. caribaea Morelet var. bahamensis (Griseb.) W. H. G. Barrett & Golfari, P. elliottii Engelm. var. elliottii, Eucalyptus camaldulensis Dehnh., E. urophylla S. T. Blake, E. grandis W. Hill, Corymbia citriodora (Hook.) K. D. Hill & L. A. S. Johnson (ex Eucalyptus citriodora), C. torelliana (F. Muell.) K. D. Hill & L. A. S. Johnson (ex Eucalyptus torelliana), Hevea brasiliensis (Willd. ex A. Juss.) Müll. Arg.e Tectona grandis L. f. Para identificar as áreas aptas para a implantação dos povoamentos florestais, foi realizada a sobreposição de variáveis do meio físico do Distrito Federal com variáveis relacionadas às exigências adaptativas de cada espécie estudada. Com base nos resultados desta pesquisa, as espécies que apresentaram potencial para cultivo nas condições físicas do Distrito Federal foram as três variedades de Pinus caribaea, P. elliottii var. elliottii, Eucalyptus camaldulensis, E. urophylla, E. grandis e Corymbia citriodora. As espécies Corymbia torelliana, Hevea brasiliensis e Tectona grandis não apresentaram potencial para o cultivo.Palavras-chave:Silvicultura; sistema de informação geográfica. AbstractSmall scale ecological zoning of Distrito Federal, Brazil, for traditional forest species. This study evaluated biophysical variables to identify suitable areas of the Distrito Federal for planting traditional tree species. The studied tree species included Pinus caribaea Morelet var. caribaea, P. caribaea Morelet var. hondurensis (Sénécl.) W. H. G. Barrett & Golfari, P. caribaea Morelet var. bahamensis (Griseb.) W. H. G. Barrett & Golfari, P. elliottii Engelm. var. elliottii, Eucalyptus camaldulensis Dehnh., E. urophylla S. T. Blake,  E. grandis W. Hill, Corymbia citriodora (Hook.) K. D. Hill & L. A. S. Johnson (ex Eucalyptus citriodora), C. torelliana (F. Muell.) K. D. Hill & L. A. S. Johnson (ex Eucalyptus torelliana), Hevea brasiliensis (Willd. ex A. Juss.) Müll. Arg. and Tectona grandis L. f.Suitable areas for the studied tree species were identified by overlapping biophysical variables of the Distrito Federal, wich included adaptive tree requirements and site characteristics.Based on this research results, the territory of the study area is suitable for cultivation of three varieties of Pinus caribaea, P. elliottii var. elliottii, Eucalyptus camaldulensis, E. urophylla, E. grandis and Corymbia citriodora. There were no suitable areas for cultivation of Corymbia torelliana, Hevea brasiliensis and Tectona grandis.Keywords: Silviculture; geographic information system.This study evaluated biophysical variables to identify suitable areas of the Distrito Federal for planting traditional tree species. The studied tree species included Pinus caribaea Morelet var. caribaea, P. caribaea Morelet var. hondurensis (Sénécl.) W. H. G. Barrett & Golfari, P. caribaea Morelet var. bahamensis (Griseb.) W. H. G. Barrett & Golfari, P. elliottii Engelm. var. elliottii, Eucalyptus camaldulensis Dehnh., E. urophylla S. T. Blake, E. grandis W. Hill, Corymbia citriodora (Hook.) K. D. Hill & L. A. S. Johnson (ex Eucalyptus citriodora), C. torelliana (F. Muell.) K. D. Hill & L. A. S. Johnson (ex Eucalyptus torelliana), Hevea brasiliensis (Willd. ex A. Juss.) Müll. Arg. and Tectona grandis L. f. Suitable areas for the studied tree species were identified by overlapping biophysical variables of the Distrito Federal, wich included adaptive tree requirements and site characteristics. Based on this research results, the territory of the study area is suitable for cultivation of three varieties of Pinus caribaea, P. elliottii var. elliottii, Eucalyptus camaldulensis, E. urophylla, E. grandis and Corymbia citriodora. There were no suitable areas for cultivation of Corymbia torelliana, Hevea brasiliensis and Tectona grandis

Forest fragmentation analysis in the municipalities of Corumbiara and Buritis, Rondônia state, Brazil

A expansão das áreas de pastagens e de produção de grãos no estado de Rondônia se deu de forma acelerada na última década devido principalmente a incentivos fiscais e a alta demanda do mercado externo. Em consequência, graves processos de degradação da floresta se iniciaram. Este estudo objetivou analisar processos de fragmentação da floresta nos municípios de Corumbiara e Buritis, estado de Rondônia. Para tanto, foram utilizadas imagens Landsat 5 TM para classificar as áreas de floresta e não floresta. A avaliação da acurácia para a classificação supervisionada Maximum Likelihood indicou acurácia global de 91% e Kappa de 78%. Os resultados do cálculo de métricas indicam um aumento do retalhamento da paisagem ao longo da última década nos municípios, com aumento do efeito de borda, diminuição significativa da área da classe floresta e diminuição da conectividade das manchas de floresta. Assim, com base neste estudo, pôde ser observado um processo contínuo de aumento da fragmentação da floresta nativa nesses municípios.The expansion of agriculture and pasture in Rondônia state was accelerated in the past decade due to fiscal incentives and higher external market demand. Consequently, serious forest degradation processes were initiated. The present study aims to analyze forest fragmentation in the municipalities of Corumbiara and Buritis. To this end, Landsat 5 TM images were used for forest and non-forest classification. The accuracy assessment for Maximum Likelihood supervised classification indicated an overall accuracy of 91% and Kappa of 78%. Results indicated an increase in the number of patches in the area of study in the past decade, with an increase in edge effects, significant reduction of forest class area, and a decrease in the connectivity of forest patches. Therefore, based on this study, a continuous increase in the fragmentation of native vegetation in these municipalities can be observed

Deforestation assessment in the state of Rondônia between 2001 and 2011

No presente estudo, foi avaliada a acurácia dos mapeamentos do desmatamento conduzidos pelo Programa de Monitoramento do Desflorestamento na Amazônia (PRODES) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e pela Secretaria de Estado do Desenvolvimento Ambiental (SEDAM), para o Estado de Rondônia, no período entre 2001 a 2011, utilizando imagens Landsat 5 TM. Com base nos resultados deste estudo, os mapeamentos conduzidos pela SEDAM e pelo PRODES-INPE apresentaram coeficientes Kappa similares, estimados em 0,89 e 0,87, respectivamente. Os dados do desmatamento dos sistemas PRODES e SEDAM revelaram um decréscimo nas taxas de desmatamento em todo o Estado de Rondônia no período de análise, embora os desmatamentos ilegais dentro de áreas protegidas tenham aumentado cerca de 400% entre 2002 e 2011. Assumindo-se esta tendência de desmatamento da última década, é possível afirmar que as terras indígenas e unidades de conservação (UC) em Rondônia serão os principais alvos de desmatamento e destruição nos próximos anos.The goal of this study was to assess the accuracy of deforestation maps produced by the National Institute for Spatial Research (INPE) and the Rondônia State Secretariat of Environmental Development (SEDAM) for the state of Rondônia between 2001 and 2011. Our results show that the deforestation mappings conducted by SEDAM and PRODES-INPE present similar Kappa coefficients, which were estimated at 0.89 and 0.87, respectively. The deforestation datasets prepared by PRODES and SEDAM show a decrease in deforestation rates in Rondônia state in the study period. However, there was a significant increase in illegal deforestation (approximately 400% within the protected areas) in this period. Based on the deforestation trend observed in the past decade, we can affirm that forests inside protected areas are the main targets for deforestation in Rondônia state

Avaliação espaço-temporal dos incêndios florestais no Parque Nacional Serra da Canastra no período de 1991 a 2011Spatiotemporal assessment of forest fires occurred in the Serra da Canastra National Park between 1991 and 2011

Este trabalho envolveu uma análise espaço-temporal dos incêndios florestais ocorridos no Parque Nacional Serra da Canastra (PNSC) no estado de Minas Gerais. Imagens do satélite Landsat-5, sensor TM adquiridas entre 1991 a 2011 foram utilizadas para o estudo. As imagens foram corrigidas geométrica e radiometricamente, e em seguida foram transformadas em imagens frações da Análise de Componentes Principais (ACP), o que removeu a correlação entre as bandas e aumentou a discriminação das áreas queimadas. As novas imagens frações da ACP foram analisadas espectralmente e em seguida utilizadas como dados de entrada numa classificação por árvore de decisão, utilizando as frações ACP3, ACP4 e ACP5, que apresentaram as melhores respostas para a discriminação das cicatrizes dos incêndios florestais na vegetação do Cerrado. A classificação desenvolvida mostrou excelente acurácia global, aproximadamente 93%, coeficiente Kappa de 92% e ainda 0% e 18% para erros de omissão e comissão, respectivamente. Os anos mais afetados pelos incêndios florestais foram 1991, 1997, 2001, 2007 e 2010, com cerca de 80% da área total do parque atingido pelo fogo. Em 2010, um total de 157 mil hectares foram queimados e em 2000 uma área de 140 mil hectares foi queimada em um único incêndio. Houve um aumento das áreas atingidas pelo fogo em todo o parque no período de estudo, bem como um aumento da recorrência dos incêndios. Estes são os principais indicadores de que várias medidas políticas einstitucionais devem ser tomadas nos próximos anos para evitar maiores prejuízos ambientais no Parque Nacional Serra da Canastra.AbstractThis study involved a spatiotemporal analysis of forest fires in the Serra da Canastra National Park (SCNP) located in the State of Minas Gerais, Brazil. The analysis was based on remotely sensed data acquired between 1991 and 2011. Landsat5 TM imagery was geometric and radiometric corrected and them transformed by applying Principal Component Analysis (PCA), which removed correlation between bands, increasing the discrimination of burned areas. The derived PC3, PC4, and PC5 were used as input for a decision tree classification technique, which showed better performance to detect forest fire scares. This classification technique showed overall accuracy of approximately 93%, Kappa’s index of 92% and yet 0% and 18% of omission and commission accuracies, respectively. The results show that forest fires mostly occurred in 1991, 1997, 2001, 2007, and 2010 within the Serra da Canastra National Park, which burned approximately 80% of it. A totalof 157000 and 140000 hectares were burned in 2010 and 2000, respectively. Forest fires events and recurrent fires increased during the period of analysis. This is a crucial indicator that institutional and political measures must be enforced in the coming years to avoid further environmental issues in this protected area