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Title in Portuguese: Análise multitemporal de uso e cobertura da terra nas planícies costeiras do baixo Jaguaribe e de Camocim no estado do Ceará com fins de determinação de mudanças e relações com a instalação de parques eólicos.
Title: Multitemporal analysis of land use and land cover in the coastal plains of low Jaguaribe and Camocim in the state of Ceará for determining changes and relations with the installation of wind farms
Author: Durán, Gloria Yamileth Bolívar
Advisor(s): Caetano, Adryane Gorayeb Nogueira
Keywords: Detecção de mudanças
Uso e cobertura
Sensoriamento remoto
Parques eólicos
Issue Date: 2020
Citation: DURÁN, Gloria Yamileth Bolívar. Análise multitemporal de uso e cobertura da terra nas planícies costeiras do baixo Jaguaribe e de Camocim no estado do Ceará com fins de determinação de mudanças e relações com a instalação de parques eólicos. 2020. 290 f. Tese (Doutorado em Geografia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: As planícies costeiras do Baixo Jaguaribe no Município Aracati, no litoral leste, e a planície costeira de Camocim no litoral oeste no município do mesmo nome, no Estado do Ceará, são espaços geográficos, com suas peculiaridades e diferenças, com relacão à geomorfologia, fisiografia da linha de costa, uso e ocupação da terra e desenvolvimento da carcinicultura. A partir do ano 2008, houve uma mudança sobre os campos de dunas móveis, com a construção de parques eólicos para geração de energia elétrica. O objetivo deste trabalho foi analisar as mudanças no uso e cobertura da terra nas planícies costeiras do Baixo Jaguaribe e Camocim no Estado do Ceará num período de 33 anos, utilizando técnicas de detecção de mudanças multitemporais em imagens de sensores ativos e passivos para estabelecer a relação das mudanças produzidas com a instalação de parques eólicos. O conhecimento detalhado das áreas de estudo com a delimitação das unidades geoambientais e fluxos de matéria e energia, foi muito importante para reduzir as incertezas na classificação das imagens e das mudanças multitemporais. Os métodos para detecção de mudanças foram abordados de acordo com o tipo de sensor. Na análise multitemporal foram utilizadas imagens ópticas imageadas em datas relacionadas com o período seco, do sensor LANDSAT 5- TM, Landsat 7-ETM+ e LANDSAT 8-OLI entre os anos 1985 até 2018, sendo aplicados o método de comparação pós classificação e o método de matriz de transições significativas. Com as imagens do sensor de radar ALOS PALSAR entre os anos 2008 e 2011 foi utilizada a detecção de mudanças incoerentes. Para a detecção de mudanças nos campos de dunas foi utilizada a análise de mistura espectral, para determinar o deslocamento no campo de dunas. No caso das imagens óticas, o método de comparação pós classificação mostrou as mudanças para as 11 classes de uso e cobertura estabelecidas, enquanto a análise da matriz das transições significativas apresentou relações além da comparação das superfícies líquidas de ganhos e perdas, mostrando as relações de mudança desde a proporção, intensidade, transição e hierarquia no período de estudo entre 1985 – 2018. Com as imagens ALOS PALSAR foi possível discriminar as áreas de mudanças e não mudança, baseado no incremento e decrescimento do retroespalhamento, aproveitando a sensibilidade do sensor ativo à superfície topográfica, rugosidade e conteúdo de água no solo, revelando feições de mudanças na planicie costeira e o proceso de construção do parque eólico no campo de dunas móveis. Foi demonstrado que as mudanças de uso e cobertura identificadas na planície costeira como um todo, não demonstraram ter relação com a implantação dos parques eólicos sobre o campo de dunas móveis. Destacaram as transições de maior intensidade entre as classes arbustivo, arbustivo caducifólio e cultivos, as transições de áreas úmidas e manguezal para carcinicultura em Aracati e Camocim, assim como a expansão das terras urbanas sobre o campo de dunas em Aracati. A análise de mistura espectral nos campos de dunas móveis, mostrou mudanças e dois comportamentos nas áreas mais próximas ao parque eólico: em Aracati não foi identificada uma mudança significativa em termos de redução no deslocamento das dunas, mas em Camocim a redução no deslocamento foi evidente e parece manter-se no tempo. A implantação dos aerogeradores causou efetivamente transformações morfológicas no campo de dunas, assim como a modificação permanente de lagoas interdunares. Ante estes resultados recomendam-se estudos específicos que ajudem a determinar a relação da redução no deslocamento das dunas nas áreas de estudo com a interferência de outras variáveis, estacionais e/ou climáticas além do parque eólico. A detecção de mudanças deve ser aplicada antes da construção dos parques eólicos para melhor identificação do impacto posterior e depois para avaliar os resultados.
Abstract: The coastal plains of Baixo Jaguaribe in the municipality of Aracati, on the east coast, and the coastal plain of Camocim on the west coast in the municipality of the same name, in the state of Ceará, are geographical spaces, with their peculiarities and differences, with respect to geomorphology, physiography of the coastline, land use, occupation and development of shrimp farming. As of 2008, there has been a change in the field of mobile dunes, with the construction of wind farms to generate electricity. The objective of this research was to analyze the changes in land use and land cover in the coastal plains of Baixo Jaguaribe and Camocim located in the state of Ceará over a period of 33 years, using techniques for detecting multitemporal changes in active and passive sensor images to establishing the relationship with the changes produced by the installation of wind farms. The detailed knowledge of the study areas with the delimitation of geoenvironmental units and flows of matter and energy, was very important to reduce the uncertainties in the images classification and change detection. The methods for change detection were applied according to the type of sensor. In the multitemporal analysis, orbital images images on dates related to the dry period were chosen, from the LANDSAT 5-TM, Landsat 7-ETM + and LANDSAT 8-OLI sensors between the years 1985 to 2018, and were applied post classification comparison method and the transition or change matrix. With the radar sensor ALOS PALSAR, was used images from 2008 to 2011, using incoherent changes detection method. To change detection in the dune fields, spectral mixture analysis was used to determine the displacement in the dune field. In the case of optical images, the post classification comparison method showed the changes for 11 land-use/land-cover classes established; while the change matrix analysis showed relationships beyond the comparison of net gains and net losses, showed the change relationships from proportion, intensity, transition and hierarchy in the study period between 1985 - 2018. With the ALOS PALSAR images it was possible to discriminate the change areas and non-change areas, based on the increment and decrease of backscatter value, taking advantage the active sensor's sensitivity to topographic surface, roughness and soil water content, revealing changes features in the coastal plain and in the construction process of the wind farm in the mobile dunes field. It was established that land use – land cover changes identified on the coastal plain as a whole have no relation with the deployment of wind farms over the mobile dune field. Both in Aracati and Camocim Highlighted the most intense transitions between the shrub, deciduous shrub and cultivation classes, the transitions from wetlands and mangroves to shrimp farming, as well as the urban lands expansion over the dune field in Aracati. The spectral mixture analysis in the mobile dunes fields, showed two behaviors in the areas closest to the wind farm: in Aracati a significant change was not identified in terms of reduction in the displacement of the dunes, but in Camocim the reduction in displacement was evident and it seems sustained over time. The implantation of the wind turbines effectively caused morphological transformations in the dune field, as well as the permanent modification of interdunal lagoons. In view of these results, specific studies are recommended to help determine the relationship between the reduction in the displacement of the dunes in the study areas and the interference of other variables, such as seasonal and/or climatic events beyond the wind farm. Change detection should be applied before the construction of wind farms to better identify the subsequent impact and after for results avaliation.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56967
metadata.dc.type: Tese
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