Análise de componentes principais para detecção de mudanças do uso do solo no Sudoeste do Estado de Santa Catarina, usando Landsat 5 TM

Abstract

Resumo: A presente pesquisa tem como objetivo desenvolver procedimentos de detecção de mudanças do uso do solo na região sudoeste do Estado de Santa Catarina, a partir da utilização de análise por componentes principais em dados TM/Landsat. A abordagem metodológica adotada constou de dois distintos procedimentos: o primeiro, envolvendo a comparação dos resultados das classificações supervisionadas, sendo estas efetuadas com as três primeiras principais componentes de cada época investigada (anos de 1986 e 1997); o segundo consistiu na comparação de pares de bandas de cada época, aplicando-se sobre estes a análise por principais componentes seletivas (APCS), com a utilização somente da segunda principal componente. De uma forma generalizada, através da classificação supervisionada das imagens sintéticas desses dois procedimentos, foi possível a diferenciação de oito classes temáticas de uso do solo. Os resultados temáticos foram integrados em um ambiente de sistema de informações geográfica (SIG), possibilitando a comparação dos procedimentos. Particularmente, a utilização de pesos no SIG, quando da comparação das duas classificações, facilitou a visualização das mudanças ocorridas, sendo diferenciadas 1 classe de não mudança e 57 classes de mudanças, as quais correspondiam a 51,.62% da área de estudo. Como informação conclusiva para essa região estudada, apresentando uma complexidade de paisagens florestais, pode-se afirmar: o par de bandas que apresentou maior correlação na APCS foi formado pelas bandas TM5; a APCS possibilitou a diferenciação das regiões com recuperação ou degradação da vegetação, sem, contudo qualificar o tipo de mudança ocorrida, mesmo testando-se diferentes limiares de detecção (0,25 a 2,00 desvios-padrão). Com base na análise descritiva e os resultados alcançados pode-se afirmar que tais procedimentos são perfeitamente aplicáveis em estudos de dinâmica de uso e cobertura vegetal, facilitando a estratificação temática e sua cartografia, como subsídios a planos de manejo e ocupação florestal.

Abstract: The main purpose of the present research is to develop procedures of change detection in the land use located at the southwest of Santa Catarina State, using principal components analysis (PCA) and TM/Landsat. The methodological approach consisted of two different procedures: the first, involving the comparison of the results of the supervised classifications, being these made with the three first PCA of each investigated time (years of 1986 and 1997); the second, it consisted of the comparison of pairs of bands of each time, being applied on these the selective principal components analysis (SPCA), with the selection on1y of the second principal component. In a widespread way, through the supervised classification of the synthetic images of those two procedures, it was possible the differentiation of eight thematic classes of land use. The thematic results were integrated in an ambient of geographical information system (GIS), facilitating the comparison of the procedures. Particularly, the use of weights in GIS, when comparing the two classifications, facilitated the visualization of the changes, being just differentiated 1 non change class and 57 classes of changes, which corresponded at 51,62% of the study area. As conclusive information for the studied area, presenting a complexity of forest landscapes, it can be affirmed: the pair of bands that presented larger correlation in SPCA was formed by the bands TM5; SPCA facilitated the differentiation of the areas with recovery or degradation of the vegetation, without however to qualify the type of change, although being tested different detection thresholds (0,25 to 2,00 standard deviation). With base in the descriptive analysis and the reached results can be affirmed that such procedures are perfectly applicable in studies of land use change detection, facilitating the thematic stratification and its cartography, as subsidy to forest management plans.