Monitoramento da Cobertura Florestal de Santa Catarina

TRABALHO CONCLUÍDO (dez. 2020)

Acesse os mapas e dados produzidos pelo MonitoraSC.

Confira o novo Mapa de Uso da Terra de SC. Solicite o download do shapefile através do email iffsc@furb.br

Instituição Responsável:

Universidade Regional de Blumenau (FURB)

Coordenador:

Prof. Dr. Alexander Christian Vibrans

Objetivo:

Monitorar a extensão das florestas nativas catarinenses, bem como dos demais usos da terra por meio de técnicas de Sensoriamento Remoto, a fim de identificar dinâmicas e desenvolver produtos e serviços úteis para fins de gestão.

Monitoramento da cobertura florestal de Santa Catarina

O MonitoraSC é parte integrante do IFFSC e busca complementar as informações obtidas em campo por meio de produtos gerados com base em dados obtidos por sensoriamento remoto (SR). Os dados de SR utilizados são provenientes de diversos sensores montados em satélites orbitais, os quais fornecem continuamente imagens da superfície terrestre, permitindo, por exemplo, observar mudanças na cobertura florestal, em áreas agrícolas e pastoris ou monitorar o processo de urbanização ao longo do tempo.

Os produtos gerados serão utilizadas no planejamento territorial e fiscalização/licenciamento ambiental em âmbito local (municipal), regional e estadual. Desta forma, ações de órgãos públicos envolvidos nessas atividades serão subsidiadas pelos produtos gerados pelo MonitoraSC.

Objetivos

O objetivo geral do MonitoraSC é o monitoramento da extensão das florestas nativas e dos reflorestamentos catarinenses, bem como dos demais usos da terra, ao longo do tempo. Seus objetivos específicos são:

  • Fortalecer sinergias entre o IFFSC e o MonitoraSC, integrando observações de campo com dados de SR;

  • Definir metodologias padronizadas para reconhecimento e quantificação de alterações na cobertura florestal, permitindo fluxos constantes de trabalho;

  • Quantificar os recursos florestais através da produção de mapeamentos baseados em modelagem estatística;

  • Fornecer continuamente a órgãos competentes mapas temáticos atualizados da cobertura e uso da terra;

  • Aperfeiçoar processos metodológicos para melhor compreender as interações entre as mudanças da vegetação e os dados captados pelos sensores remotos.

Por que o trabalho do MonitoraSC é necessário uma vez que já existem mapeamentos das florestas disponíveis?

Os gestores e tomadores de decisão precisam de informações atualizadas e confiáveis para auxiliar no desenvolvimento de estratégias para o planejamento territorial e o licenciamento e controle ambiental. O Projeto MonitoraSC busca compreender as limitações dos novos mapeamentos apresentando a qualidade dos produtos e aprimorando as informações de cobertura e uso da terra disponíveis.

A obtenção das informações de cobertura e uso da terra somente é possível quando as equipes do processamento dos dados terrestres e da análise dos dados de sensoriamento interagem e trabalham em conjunto. Exatamente esta é a proposta de trabalho do MonitoraSC dentro do IFFSC.

O mapeamento do MonitoraSC é inovador...

...uma vez que não existem mapeamentos similares que possuem:

1) Legenda inédita de múltiplos usos da terra (com 12 classes temáticas);

2) Vasta abrangência espacial;

3) Escala e um detalhamento para aplicação municipal;

4) Metodologia consistente, transparente e de código inteiramente documentado e aberto.


Metodologia do mapeamento da cobertura florestal e uso da terra

Base de Dados


O MonitoraSC utilizou imagens de satélite Landsat-8 OLI (2017), modelos digitais de elevação (da SDS e da NASA SRTM), o levantamento aerofotogramétrico de Santa Catarina (Santa Catarina, 2012), entre outros produtos. As imagens de satélite foram extraídas do USGS (https://earthexplorer.usgs.gov/), em tipo nível 2 (Level 2) com correções geométricas, radiométricas e atmosféricas da reflectância da superfície.


Dados auxiliares referentes à topografia (altitude, declividade e exposição à radiação) e ao clima na área de estudo (principalmente precipitação e temperatura) foram utilizados para melhorar a classificação dos diversos tipos de cobertura e uso da terra.


Os dados obtidos nas medições de campo do IFFSC compõem um valioso banco de informações sobre os recursos florestais e suas configurações espaciais. Esses dados foram utilizados na obtenção de informações de referência consistentes (“verdade de terreno”) para o treinamento e validação dos algoritmos de classificação automatizado das imagens de satélite.

Procedimentos

Os procedimentos metodológicos adotados pelo MonitoraSC estão apoiados em três principais categorias de produtos: produtos de SR, produtos auxiliares e informações de campo.

O conjunto de procedimentos, ilustrados no fluxograma abaixo, foi executado de forma independente nas 42 subdivisões (folhas) do território catarinense, visando contemplar idiossincrasias locais e regionais.


As imagens de satélite foram classificadas por meio do algoritmo Random Forest, resultando em um mapa composto por 12 classes temáticas, com área mínima mapeada de 0,5 hectares e acurácia global de 95%.

FLUXOGRAMA MonitoraSC

Mapeamento da Restinga

O MonitoraSC realizou dois mapeamentos de restinga:

1) Áreas potenciais de restinga – áreas potencialmente (ou originalmente) ocupadas por diferentes formações de restinga;

2) Áreas remanescentes de restinga – áreas remanescentes atuais de restinga, inseridas em áreas potenciais.


Áreas potenciais de restinga

Áreas potenciais foram estabelecidas através do cruzamento entre cinco atributos: altimetria (NASA SRTM v.3), modelo de acumulação (IBGE, 2004, 2009), classificação do solo (EMBRAPA, 2004), relevo (CPRM, 2016) e subdomínio hidrogeológico (CPRM, 2007). Essas áreas foram classificadas em três níveis de probabilidade de ocorrência de restinga: muita alta, alta e de transição. A classificação se deu a partir do reconhecimento das características mais prováveis de cada atributo em áreas de restinga e da informação contida em cada polígono oriundo da intersecção entre os cinco atributos.

Áreas remanescentes de restinga

Os remanescentes da restinga foram mapeados através dos mesmos procedimentos aplicados às demais classes de uso da terra, conforme o fluxograma acima. O algoritmo Random Forest foi treinado e posteriormente validado com amostras de verdade de terreno das diversas subformações da restinga identificadas em imagens de alta resolução espacial (Santa Catarina, 2012; plataforma Google Earth), bem como em fotografias in loco do acervo do IFFSC e da ferramenta Google Street View. Nesse mapeamento, uma única classe temática denominada “Restinga” foi mapeada.


Amostras de treinamento da restinga

Produtos e Publicações

  • [Link] Mapa de Cobertura Florestal e Uso da Terra de Santa Catarina.

  • [Link] Mapa de áreas potenciais e remanescentes de restinga de Santa Catarina.

  • [Link] Camadas em formato shapefile e raster produzidas e disponibilizadas pelo MonitoraSC.

  • [Link] Artigo - MonitoraSC: um novo mapa de cobertura florestal e uso da terra do estado de Santa Catarina

Solicite o download dos shapefiles através do email iffsc@furb.br