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Tipo do documento: Dissertação
Título: Integração de técnicas geoestatísticas e Sensoriamento Remoto em fragmento da Floresta Ombrófila Mista Montana
Título(s) alternativo(s): Integration of geostatistical techniques and Remote Sensing in fragment of the Montane Mixed Ombrophilous Forest
Autor: Leite, Ramon de Sousa 
Primeiro orientador: Watzlawick, Luciano Farinha
Segundo orientador: Retslaff, Fabiane Aparecida de Souza
Primeiro coorientador: Pelissari, Allan Libanio
Segundo coorientador: Oliveira Filho, Paulo Costa de
Resumo: A caracterização espacial de um ecossistema por meio de inventários tradicionais envolve um trabalho intenso, demorado e dispendioso e, portanto, as medidas de campo não podem ser aplicadas em grande escala ou em extensas áreas. Por outro lado, a integração de técnicas geoestatísticas multivariadas com dados obtidos de plataformas espaciais pode fornecer com precisão e baixo custo um panorama de variáveis florestais importantes. E assim, proporcionar subsídios para práticas de conservação e restauração dos ecossistemas florestais, avaliação de impactos ambientais e manejo florestal. Nesse contexto, objetivou-se com o presente estudo avaliar o desempenho da cokrigagem ordinária (CKO) no mapeamento de métricas da vegetação de um remanescente de Floresta Ombrófila Mista (FOM), utilizando covariáveis derivadas de imagens do satélite Sentinel-2A. Para isso, foram utilizados dados do inventário florestal contínuo, realizado na Floresta Nacional de Irati (FLONA de Irati), sob o domínio de Floresta Ombrófila Mista, referentes às medições realizadas em 2017 em 400 unidades amostrais georreferenciadas de 25 m x 25 m (625 m2 ), totalizando uma área de 25 hectares. Foram consideradas no estudo quatro métricas relacionadas à vegetação: duas de diversidade: riqueza (S) e Índice de Shannon (H’) e duas estruturais: área basal (G) e número de árvores por hectare (N). Embora o levantamento de campo contemple 400 unidades amostrais, apenas 100 parcelas com as métricas da vegetação foram utilizadas, pois partiu-se do pressuposto que as variáveis alvo eram subamostradas e as covariáveis superamostradas. Para obtenção das covariáveis foram obtidas imagens multiespectrais do satélite Sentinel-2A, com certo nível de processamento, sendo necessário apenas uma correção atmosférica. Após a correção atmosférica, obteve-se os valores médios de refletância das bandas (B2, 0,46 µm a 0,52 µm; B3, 0,54 µm a 0,58 µm; B4, 0,65 µm a 0,68 µm e B8, 0,78 µm a 0,90 µm) e o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI) das 400 parcelas. Em seguida, foram obtidos os mapas com as métricas da vegetação, considerando duas técnicas de interpolação: uma univariada, a krigagem ordinária (KO), e outra multivariada, a CKO. Para avaliar, por meio do Erro de Viés Médio (MBE) e Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE), a precisão dos mapas obtidos foram utilizados dados com as métricas da vegetação de 50 parcelas extras, distribuídas aleatoriamente na área de estudo. As métricas da vegetação foram negativamente correlacionadas com a refletância das bandas e o NDVI, com baixos coeficientes de correlação. Os maiores coeficientes de correlação entre as variáveis alvo e covariáveis foram: S e G com a banda 3, o H’, com a banda 4 e o número de árvores por hectares, com a banda 2. De modo geral, as duas técnicas de interpolação mapearam bem às métricas da vegetação. No entanto, a hipótese considerada de que os dados derivados do Sentinel-2A combinados com técnicas geoestatísticas multivariadas melhoram a precisão do mapeamento de atributos estruturais e diversidade de espécies arbóreas em Floresta Ombrófila Mista foi rejeitada. Embora a hipótese testada tenha sido rejeitada, observouse, um potencial da utilização de dados auxiliares derivados de imagens de satélites, no mapeamento das variáveis estudadas, sobretudo da área basal e densidade de árvores. E que apesar dos esforços, há um vasto campo a ser explorado e respondido.
Abstract: The spatial characterization of an ecosystem through traditional inventories involves intense, time-consuming and costly work and therefore field measurements cannot be applied on a large scale or over large areas. On the other hand, the integration of multivariate geostatistical techniques with data obtained from space platforms can provide an accurate and low-cost overview of important forest variables. And thus, provide subsidies for forest ecosystem conservation and restoration practices, environmental impact assessment and forest management. In this context, the objective of the present study was to evaluate the performance of ordinary cokriging (OCK) in mapping vegetation metrics of a remnant of Mixed Ombrophilous Forest (MOF), using covariables derived from Sentinel-2A satellite images. For this, data from the continuous forest inventory, carried out in the National Forest of Irati (FLONA de Irati), under the domain of Mixed Ombrophilous Forest, were used, referring to measurements carried out in 2017 in 400 georeferenced sample units of 25 m x 25 m (625 m2 ), totaling an area of 25 hectares. Four metrics related to vegetation were considered in the study: two of diversity: richness (S) and Shannon Index (H') and two structural: basal area (G) and number of trees per hectare (N). Although the field survey contemplated 400 sample units, only 100 plots with the vegetation metrics were used, because it was assumed that the target variables were under-sampled and the covariates over-sampled. To obtain the covariables, multispectral images were obtained from the Sentinel-2A satellite, with a certain level of processing, requiring only an atmospheric correction. After the atmospheric correction, the average values of reflectance of the bands (B2, 0.46 µm to 0.52 µm; B3, 0.54 µm to 0.58 µm; B4, 0.65 µm to 0.68 µm and B8, 0.78 µm to 0.90 µm) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) of the 400 plots were obtained. The maps with the vegetation metrics were then obtained, considering two interpolation techniques: one univariate, the ordinary kriging (OK), and the other multivariate, the OCK. To evaluate, by Mean Bias Error (MBE) and Root mean square error (RMSE), the accuracy of the maps obtained were used data with the vegetation metrics of 50 extra plots, randomly distributed in the study area. The vegetation metrics were negatively correlated with band reflectance and NDVI, with low correlation coefficients. The highest correlation coefficients between target and covariable variables were: S and G with band 3, H' with band 4 and the number of trees per hectare with band 2. In general, the two interpolation techniques mapped the vegetation metrics well. However, the hypothesis considered that data derived from Sentinel-2A combined with multivariate geostatistical techniques improve the accuracy of mapping structural attributes and diversity of tree species in Mixed Ombrophilous Forest was rejected. Although the hypothesis tested was rejected, a potential use of auxiliary data derived from satellite images was observed in the mapping of the variables studied, especially the basal area and tree density. And that despite the efforts, there is a vast field to be explored and answered.
Palavras-chave: Mapeamento
Krigagem ordinária
Cokrigagem
Sentinel-2A
Inventário Florestal
Florestas Subtropicais
Mapping
Ordinary Kriging
Cokriging
Sentinel-2A
Forest Inventory
Subtropical Forests
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL
RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::MANEJO FLORESTAL
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Florestais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais (Mestrado)
Citação: Leite, Ramon de Sousa. Integração de técnicas geoestatísticas e Sensoriamento Remoto em fragmento da Floresta Ombrófila Mista Montana. 2020. 84 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Irati-PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1334
Data de defesa: 2-Mar-2020
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais

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