Estudo integrado e modelagem da dinâmica da paisagem no Alto Uruguai

Neste trabalho, busca-se realizar um estudo integrado da paisagem e uma modelagem da dinâmica da paisagem no Alto Uruguai entre os anos de 1986 e 2030 com base nas mudanças de uso e cobertura da terra (MUCT) ocorridas entre 1986 e 2008. Para tal, a abordagem metodológica implementada procurou: a) ge...

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Bibliographic Details
Main Author: Marcos Wellausen Dias de Freitas
Other Authors: João Roberto dos Santos
Language:Portuguese
Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2013
Online Access:http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/03.27.14.41
Description
Summary:Neste trabalho, busca-se realizar um estudo integrado da paisagem e uma modelagem da dinâmica da paisagem no Alto Uruguai entre os anos de 1986 e 2030 com base nas mudanças de uso e cobertura da terra (MUCT) ocorridas entre 1986 e 2008. Para tal, a abordagem metodológica implementada procurou: a) gerar a partir de ferramentas e dados de SR e SIG uma série de variáveis paisagísticas de uso e cobertura da terra multitemporal (1986, 2002 e 2008), geomorfométricas, de métricas da paisagem e sociais; b) implementar um método de zoneamento hierárquico da paisagem (hólons) com base em técnicas de GEOBIA e na análise multivariada das variáveis paisagísticas; c) desenvolver um modelo dinâmico espacial das MUCT baseado em autômatos celulares que possibilite gerar cenários de prognose da paisagem entre os anos de 2008 e 2030. A estrutura hierárquica da paisagem proposta, baseada nas Unidades de Planejamento da Paisagem (UPP´s) e hólons em dois níveis hierárquicos, e a análise das principais correlações paisagísticas pela análise multivariada possibilitaram a definição de uma tipologia das zonas hierárquicas mapeadas. Esta tipologia mostrou uma relação estreita com padrões de uso da terra herdados de modos de ocupação da paisagem com tecnologias tradicionais ou modernas (zonas de pecuária extensiva, de agricultura familiar tradicional, de agricultura intensiva e urbano-industriais). O modelo espacial dinâmico de MUCT desenvolvido neste trabalho possibilitou a operacionalização dos principais procedimentos envolvidos na modelagem da dinâmica de MUCT como: cálculo de taxas de transição e mapeamento de processos da dinâmica da paisagem, geração de mapas de probabilidade de transição baseados na regressão logística e alocação espacial das transições com funções de autômato celular determinística e de formação de manchas aleatórias. A estrutura modular de programação do modelo LanDSCAM e sua característica de código aberto facilitam a alteração do modelo e a implementação de novas rotinas de modelagem aos usuários com conhecimento da linguagem Fortran 90. A utilização no procedimento de calibração nos intervalos 1986-2002 (ajuste total médio \textit{F}$_{t}$ = 0.771) e 2002-2008 (\textit{F}$_{t}$ = 0.646) do zoneamento hierárquico da paisagem conferiu uma maior aproximação com os padrões dos processos de MUCT, relacionados com os mosaicos paisagísticos e a interdependência entre as variáveis físicas, ecológicas e sociais. Tais padrões de processos identificados na calibração dos modelos foram explorados nos cenários de prognose da dinâmica da paisagem no intervalo 2008-2030. Tais cenários buscaram representar diferentes modelos de desenvolvimento com um cenário de tendência atual, um cenário econômico de ampliação do modelo de desenvolvimento atual e um cenário ecológico alternativo de desenvolvimento sustentável. === In this work, we performed a landscape integrated study and dynamics modelling in the Alto Uruguay region in the 1986-2030 period, based on the land use and cover change (LUCC) occurred between 1986 and 2008. For this, the implemented methodological approach sought to: a) generate a series of landscape variables as multitemporalland use and cover, geomorphometrical, landscape metrics and social data based on remote sensing and GIS tools and data; b) implement a landscape hierarchical zoning based on GEOBIA techniques and multivariate analysis of the landscape variables; c) develop a LUCC spatial dynamics model based on cellular automata enabling the generation of prognosis scenarios between 2008 and 2030. The proposed landscape hierarchic structure, based on Landscape Planning Units (UPP) and holons in two hierarchicallevels, and the multivariate analysis allowed the definition of a hierarchical zoning typology. This typology showed a dose link to inherited land use patterns from the land occupation modes with traditional or modern technologies (extensive cattle ranching, traditional familiar agriculture, modern- intensive agriculture and urban-industrial zones). The LUCC spatial dynamics model developed in this work allowed an operationalization of the main procedures involved in the LUCC dynamics modelling such as: transition rates estimation and landscape dynamics processes mapping, generation of transition probabilities maps based on logistic regression and spatial allocaÚon of the LUCC transitions with deterministic cellular automata and stochastic patches formation functions. The modular structure of the LanDSCAM model and its open source characteristic facilitate the modification of the model and the implementation of new modelling routines to the users with knowledge of the Fortran 90 language. The utilization of the landscape hierarchical zoning in the calibration procedure in the 1986-2002 (average total fit \textit{F}$_{t}$ = 0.771) and in the 2002-2008 (\textit{F}$_{t}$ = 0.646) intervals has given further approximation to LUCC processes patterns, which are related to the landscape mosaics and the interdependence of physical, ecological and social variables. This identified LUCC processes patterns in the models calibration were used in the landscape dynamics prognosis scenarios between 2008 and 2030. These scenarios sought to represent dif-ferent development models of the society with an current trend business as usual scenario, an economic scenario of the magnification of the current model and an ecologic scenario of alternative sustainable development.