análise por componentes principais (acp)

132 Pages·2012·5.46 MB·Portuguese

AI GAOOIIL C ROANEÉNDÊTCISECITNIM
OLTAUNTOII STC SISAEAANNDSIIICUAQPSSEEP
086/IDT-0817-EPNI
ANÁLISE POR COMPONENTES PRINCIPAIS (ACP) NA
CARACTERIZAÇÃO DA DINÂMICA DO USO DA TERRA EM
ÁREA DO SEMI-ÁRIDO BRASILEIRO: QUIXABA-PE
ocsicnarF Darío odanodlaM
oodã a çmreaetdtsree MssiD a do,at otnotneloememiape riR.orroDsneS o srelodetCiV
ad am ve ,o7 o sr0 lho opei .l tstadre9aeo ronbd9vl.oedaa9rerãbS1apDooCJR
INPE
so p ésmosoaãodCSJ
1999
528.711.7
,..OFDD AN OD LAM
e s i l á n A a)nPC As(iapicni rspetnenopm orcop -carac
a a aoemr oocdrerasdiáedum tâ onaãidçdaziret -irá-imes
:o r i el i s a r obd E P /.-.FaDbaxiuQ odanodlaM – oãSésoJ
dos Campos: INPE, 1999.
134p. – (INPE-7180-TDI/681).
.otnem aorãoçtcientoeMD..12 ed .saçnadumosU.3
da terra. 4.Caatinga. 5.Região nordeste. I.Título.

V“o cnêã poo dper ovaurm dae finição,
o que pode fazer,
é mostrar que ela faz sentido.”
nietsn itEreblA
I
AGRADECIMENTOS
Aos Orientadores Dr. João Roberto dos Santos e Dr. Vítor Celso de Carvalho,
méla sod serosseforP .rD notlaD ed nosirroM ,onairelaV .rD nosidE,inaperC
Dra. Teresa Gallotti Florenzano e Ecóloga Alessandra Rodrigues Gomes pela
itnrdfoeosc ruamg aeedç seãtncopõoo ee rdssraq e uri sa.
À .forP .arD asiraM satnaD truocnetiB e .forP .rD ardneraH aitoeT salep
seõtsegus oa otnemucod lanif odnauq ad asefed ad.oãçatressid
oA laossep od APARBME/ASATPC ed :anilorteP lavineR sevlA ed asuoS
efehC( otnujdA ed ,asiuqseP rodanedrooC od amargorP ed
)otnemassecorpoeG e oa osson odaçrofse atsirotom .ocsicnarF mélA ed
agradecimento especial ao mateiro Francisco Alexandrino Gomes (Chico
MaCcOAeNdAnGaTOa Iu)dNr eGi Ac uri.
E a Isabel Cristina Vega que ajudou com carinho em todas as etapas da
execução deste trabalho.
soA setniuges somsinagro olep otnemaicnanif etsed :odutse qPNC alep
concessão da Bolsa PEC/PG (Processo 190006/98-6); ao Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais (INPE) pela ministração do curso e soporte financeiro;
“Universidad Nacional de San Juan – Argentina” (UNSJ) pela licença e apoio
financeiro; e CPATSA / EMBRAPA - Petrolina pelo apoio logístico no trabalho
.opm aecd
II
OMUSER
O semi-árido brasileiro está submetido à pressão de ocupação
humana, que vem se desenvolvendo de forma não sustentável. A análise das
mudanças na cobertura vegetal da caatinga pode fornecer a informação sobre
a dinâmica da exploração típica da paisagem do trópico semi-árido brasileiro.
moC atse ,edadilanif iof adacilpa a esilánA rop setnenopmoC ,siapicnirPme
conjunto com um método de análise dos dados de levantamento em campo, o
lauq uitimrep a avitamitse od odatse od otnop odartsoma me somret ed
recuperação/degradação. A área selecionada para este estudo está situada no
centro-sul do Estado de Pernambuco, na área central do Trópico Semi-Árido
brasileiro, correspondendo à uma superfície de 190 Km². Foram definidas cinco
classes de mudanças e não mudanças e os resultados foram avaliados com o
osu odanibmoc ed mu ametsiS ed oãçamrofnI acifárgoeG )GIS( e mu
levantamento apropriado de campo. Os resultados foram significativos,
considerando-se o pouco tempo de processamento de dados e de recursos
financeiros, para uma atualização das cartas temáticas de uso e cobertura do
solo, no período 93-96. Foram atualizadas as Cartas das fácies de caatinga do
ano 1983 para o ano 1996. Também, foi avaliada a influência das chuvas
irregulares na abordagem de detecção com dados TM/Landsat, resultando que
embora uma parte da imagem seja afetada, a totalidade da detecção é
prejudicada. Com base na análise dos resultados e dos erros observados na
zirtam ed ,oãsufnoc es-eõporp mu odotém ovitanretla ed esilánA rop
Componentes Principais (ACP), baseado numa rotação análoga à da ACP,
.amsem alep odacilpa o euq ronem olugnâ mu moc sam
III
SSNIT O SN)ILYEATALNCAPAOPZINP(ICA MRNNOEIICTRCPARAC
: ANEARIALI Z DACI RI R F BMDA EFOEAN-EH OSNAIHTNUYLMTIDES
EA-PBAXIUQ
ABSTRACT
The Brazilian semi-arid region has demostrated the pressure of
human occupation changes, which are developed in non-sustainable forms. The
analysis of the multi-temporal effects changes for the “Caatinga” land cover,
may provide sufficient information about dynamics for the typical exploitation of
“Caatinga” semi-arid areas. Considering these objectives, the Principal
Component Analysis (PCA), combining with the field survey data, was applied,
which permitted the estimation of the point sample state in terms of re-
occupation / degradation. The selected area for this study is situated in the
Central-Southern Semi-Arid part of the “Pernambuco” State of Northertern
Brazil. It covers about 190 km2 and lies between 8° 00’ and 8° 07’ S latitude;
39° 45’ and 39° 53’ W longitude respectively. There were only five changed and
degnahcnu sessalc fo laropmet-itlum ,stceffe htiw eht denibmoc esu fo eht
Geographical Information System (GIS) and appropriated field survey, the
results of this study were evaluated. This study was less time consuming and
economically significant for the period of 83-96. Also, the influence of irregular
rain effects was observed with the use of Landsat TM; which was resulted in the
dezilareneg noitaretla rof eht ACP segnahc .noitceted esuaceB fo nadetceffa
part of the image the total detection was suffered. Based on the analysis of the
stluser dna eht srorre ni noisufnoC ,xirtaM na evitanretla dohtem fo ACPsaw
.detseggus sihT dohtem si desab no eht evitator ygolana fo eht ACP
transformationw,h esrame a llearn glorefo tatiownaa sp plied.
VI
OIRÁMUS
pag.
SARUG IEAFDTSIL
SALEB A ETADTSIL
ÃÇU DO OL1RU TT-NÍIPAC O ........................................................................ . 17
1.1 Objetivo s .................................................................................................. . 18
CIFÁRGOIL BO IÃOB SL2IU VT-EÍRPAC A ................................................... . 21
2C.a1r acterísticEassp ectrVadeiags e tdSaooçeslã oo s ......................... . 21
2.2 Experiências de uso das imagens orbitais para estudos da
coberturvae getuaesdtl oae rrnsaoe mi-árido . ................................. . 24
P2r.o3c essaImmedanegDt eiong si tai s ..................................................... . 26
PréT-é2Pdc.ren3o i.cc1ea sss ament o ......................................................... . 29
siPaCpA i(scenti nreeP s n2iro.lop3ápm.no2AC ) ...................................... . 30
IG(neSfoIogGrrmáafçidãceoaS istema2s. 4 ) ............................................ . 35
OLUT Í3P ALCA I-R OEEDTOATMÉM S ....................................................... . 41
3.1 Área de estud o ......................................................................................... . 41
3.1.1 Aspectos Fisiográfico s ........................................................................ . 42
3.1.2 Aspectos Climático s ............................................................................ . 44
3.1.3 Aspectos da Vegetação ........................................................................ . 46
3.2 Materiais e Equipamentos ....................................................................... . 50
3.2.1 Produtos Orbitai s ................................................................................. . 50
3.2.2 Materiais Cartográfico s ........................................................................ . 51
3.2.3 Dados Pluviométrico s .......................................................................... . 51
3.2.4 Sistemas de Processamento de Imagens e Sistemas de
Informação Geográfica . ........................................................................ . 52
3.3 Metodologia .............................................................................................. . 54
I
3.3F.dad1ese te e cçã o .................................................................................. . 55
3.3.1.1 Pré-Processamento de Imagens TM/Landsat ...................................... . 56
3.3.1.2A plicaçãod aT écnicad aA nálisep orC omponentesP rincipais( ACP ) . 59
3.3.1.3 Seleção de Bandas Espectrai s ............................................................ . 60
3.3.1.4 Aquisição da Imagem Detecçã o .......................................................... . 61
Ca3rdF.aea3c s.te2e arnimázudleadai çassãn eoç a s .............................. . 64
3.3.2.1 Montagem do Banco de Dados geocodificado s ................................... . 65
otn eemdpam ta2nC.a2v.e3L.3 o ..................................................................... . 67
3.3.2.3 Caracterização das Mudança s ............................................................ . 75
3.3.2.3.1 Uso do SI G ....................................................................................... . 75
3.3.CD2ae.rf3ai.cen2t i LeçerãTgioeedz mnaaád çtaãi oc a ........................... . 76
otn eeom ã aaçoedadpC iaA3lm.a3v.A2.3.3 P ............................................... . 76
3.3A.n3á liisnet egradrdoeass ultadddeoats e cçã o .................................. . 77
cID3lna.itd3meo.agds4tre ia cçoão s .......................................................... . 78
ÃSSUCS ISEDODATLU S OE4-LRUTÍPAC O .............................................. . 81
4.1 Fase de detecçã o ..................................................................................... . 81
4S.be1ale.ndes1deçp a ãesoc trai s ............................................................. . 81
4A.q1u.ii2ms dadiegaçte ãemoc çã o .......................................................... . 89
4.F2a sdceea racterizaçaãeno á lisdeam su dança s .................................. . 96
4.2.1 Distribuição e cálculo de áreas da Carta dos Tipos Estruturais
de Caatinga . ........................................................................................... . 98
4C.a2r.a2c terMiuzddaaaçsnã çoa s ........................................................... . 101
4.2.3 Análise da ocorrência de chuvas de distribuição espacial
alugerri r ................................................................................................ . 107
s aàCvAitanre trlaail aav raoaãpsuf nzeoidcr teaasdmil á4n.A2.4 P ..... . 112
EÕÇADNEM OS CEEEÕRSU LO CL5 NU-OTCÍPAC S ............................... . 115
ACIFÁRGOIL BSIABICNÊREFER S ............................................................. . 116
E CA I-DNÊPA Lista de nomes vulgares e científico s .............................. . 129
-BECIDNÊPA Dados dos Postos Pluviométricos do ano 198 4 .............. . 132
IRÁSSOLG O ................................................................................................. . 133
II
SARUG IEAFDTSIL
pag.
2.1 - Comportamento espectral característico da folha verde. ......................... 21
2.2 -Resposta espectral característica da vegetação verde, solos arenoso e
argiloso em condições úmida e seca, sobrepostas nas bandas
TML.andsat ................................ ................................ ..................... 23
2-.E3f eiadttaom osfesroab norísev ecdiiesn tezrmabê asn ddaisf erentes. . 28
2.4 -Distribuição hipotética do espaço de pixels para duas datas TM/Landsat
em banda 3 (região do vermelho). ................................ ................... 31
2.5 -Modelos de representação matricial e vetorial. ................................ ......... 36
2.6 -Exemplo de operação de integração de informações geográficas
aotpredarevaa élçsgã éob proinctau al. ................................ ........... 38
ocubman roeeddPa tlosudes-ort n,oeoncdu taes edeoarãdáçazilac o1L.-3 41
3.S-2u perfícilei tóliceaam l gumaásr eadsca a atinga. ................................ .... 43
3.3 -Diagrama ombrotérmico representativo da área de Quixaba. ................... 44
3.4 -Localização da área no semi-árido. ................................ ........................... 45
3C.-u5 l turdfaee ijãos,oi br rigaçãaor tificial. ................................ ................... 48
3.6 -Disposição dos postos pluviométricos e chuva acumulada para os seis
sesem setna ad atad oodtnemaega mmie orbmevon ed.4891 ...... 52
3.7 - Fluxograma metodológico geral ................................ ............................... 54
Flux-Ao 3qg.Audr8iniaa más mdadleiaegai ç te sãemeoc ção ....................... 55
préF-lpurdxoooc gers-as maam e3n.t9o . ................................ ......................... 58
3.10 - Fluxograma dos processamentos da banda 3 e banda 4 para análise
compea prrdAaooCçdsPãdu .oat os ................................ .............. 60
oibmdtaeedPgtanaaepe ç smacãs rço-oaã3 s o. .11 ................................ ...... 62
21.3 - oãçalutoR e ameuqse od otnemaitaf od amargotsih ad ª2 PC ead
mevun ed ,lexip otudorp ad.PCA ................................ .................... 63
Esq3-uc. eo1mn3ac eiintdtueea gdlra addçeoã so. ................................ ........ 66
III