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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.41.2001.tde-11032008-140113
Document
Author
Full name
Helena França
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2001
Supervisor
Committee
Setzer, Alberto Waingort (President)
Bitencourt, Marisa Dantas
Mantovani, Waldir
Ramos Neto, Mario Barroso
Ribeiro, José Felipe
Title in Portuguese
Metodologia de Identificação e Quantificação de Áreas Queimadas no Cerrado com Imagens AVHRR/NOAA.
Keywords in Portuguese
AVHRR-NOAA
Cerrado
Queimada
Sensoriamento remoto
Abstract in Portuguese
Desenvolveu-se nesse trabalho uma metodologia para identificar e quantificar quinzenalmente a área queimada na região contínua do Cerrado brasileiro a partir de imagens diárias do sensor AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) do satélite NOAA-14 (National Oceanic and Atmospheric Administration), utilizando as bandas 1 (0.6 um), 2 (0,9 um), 3 (3.7 um) e IVDN (Índice de Vegetação de Diferença Normalizada). A variação temporal de características das áreas queimadas e outras superfícies, obtida de mosaicos quinzenais das imagens AVHRR, foi a base para elaborar um algoritmo de identificação de "cicatrizes" de queimadas. Os resultados foram validados e ajustados com dados de alta resolução espacial obtidos em imagens TM/Landsat (Thematic Mapper). A análise estatística de regressão linear entre os dados de queimadas obtidos pela aplicação do algoritmo nos mosaicos AVHRR e aqueles das imagens TM gerou duas equações para estimar a área queimada no Cerrado com r2 = 0,8 e 0,7. Com a aplicação da metodologia desenvolvida, estimou-se em ~429.000 km2 a área queimada (entre 404.000 km2 e 455.000 km2 com intervalo de confiança a 95%) no período de 01/maio/98 a 30/abril/99, correspondendo a 19% (18 a 20%) da área total estudada. A relação entre focos de queimadas obtidos do AVHRR/NOAA-12 e área queimada permitiu cálculos preliminares de área queimada no Cerrado no período de 01/maio/99 a 31/outubro/00. Os dados TM mostraram que as queimadas pequenas, menores que 0,5 km2, embora muito numerosas (53% do total), respondem por apenas ~2 % da área queimada. Por outro lado, as queimadas grandes, maiores que 10 km2, são poucas (8%), mas responsáveis por cerca de 74% da área queimada no Cerrado. Os resultados desse trabalho mostraram pela primeira vez que é possível estimar regularmente a área queimada no Cerrado com erro inferior a 15% no cálculo anual a partir dos dados diários do AVHRR. Tais estimativas poderão subsidiar estudos sobre o papel ecológico do fogo no Cerrado, planejamento ambiental em nível regional, localização das áreas críticas com ocorrências mais freqüentes de queimadas, implantação de planos de uso, manejo e fiscalização do uso do fogo em escala regional, cálculos de emissões de queimadas, etc.
Title in English
Methodology of identification and quantification of burnt areas in savanna (Brazil) using AVHRR/NOAA images.
Keywords in English
AVHRR/NOAA
Burnt areas
Remote sensing
Savanna
Abstract in English
This work presents the development of a methodology to identify and quantify the surface burnt in the Brazilian contiguous Cerrado on a bi-weekly basis using daily images of the AVHRR (Advanced Very High resolution Radiometer) sensor on-board the NOAA-14 (National Oceanographic and Atmospheric Administration) satellite after its bands 1 (0,6 um), 2 (0,9 um) and 3 (3,7 um), as well as the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). The temporal variation of the burnt areas and of other surface covers in bi-weekly AVHRR mosaics was the basis for an algorithm to identify the "scars" from vegetation fires. The results were validated and adjusted with high resolution data from TM-Landsat (Thematic Mapper). The statistical analysis of linear regression between the fire data obtained with the use of the algorithm and those of the TM produced two equations to estimate burnt area in the Cerrado, with r2 = 0.8 and 0.7. Applying the methodology developed, ~429,000 km2 burned in the period of May/01/98 to April/04/99 (range of 404,000 to 455,000 km2 for the 95% confidence interval), corresponding to 19% (18 to 20 %) of the total study area. The relation between active fires obtained with AVHRR/NOAA-12 and the burnt area supplied preliminary estimates of burnt area in the Cerrado from May/01/99 to Oct/31/00. The TM data showed that small scars, with less than 0.5 km2, although numerous (53 % of the total), account for just ~2 % of the burnt area. Large scars, with more than 10 km2, correspond to a small number (8 %), but to 74 % of the Cerrado burnt area. The results of this work showed for the first time that it is possible to estimate on a regular basis the Cerrado yearly burnt area with an error smaller than 15 %, using daily AVHRR data. These estimates should provide important information to understand the ecological role of fire in the Cerrado, identify areas with higher fire frequency, help environmental planning at regional levels, and plan soil use and control, as well as provide subsidies in biomass burning emission studies. Data from new sensors in satellites to be made available in 2001 should improve even further the methodology developed.
 
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Helena_Franca.pdf (2.35 Mbytes)
Publishing Date
2008-03-17
 
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