Análise fractal de uma floresta ombrófila mista através de imagens de satélite

Abstract

Resumo: A paisagem da região sul do Brasil é formada por floresta, campo, água e agricultura entre outros. Mesmo com essa heterogeneidade, o estudo de qualquer elemento da paisagem está relacionado com o todo, tornando-se imprescindível o entendimento dos padrões que compõem essa paisagem. Uma das dificuldades encontradas nas análises desses padrões espaciais, era definir e quantificar as formas irregulares descritas pela natureza. No entanto, desde que Mandelbrot introduziu a teoria dos fractais em 1975, a geometria fractal tem sido utilizada para tratar dessas variações espaciais. Esta pesquisa utilizou os fractais para analisar o padrão da paisagem de uma Floresta Ombrófila Mista localizada no município de General Carneiro - PR. A partir da imagem classificada do Landsat-5 TM, determinou-se os índices da dimensão fractal "D" e do parâmetro de Pareto "a' para cada tipologia, O cálculo da dimensão fractal "D" foi baseado na relação área-perímetro, e o parâmetro de Pareto na relação entre áreas. Com a análise fractal foi possível associar o padrão de cobertura com tais índices. Os resultados mostraram que os fragmentos de araucária são os maiores ("a" =~ 16,5) e têm as bordas mais sinuosas ("D" =~ 1,42). Os menores fragmentos são de capoeira ("a" =~ 13,3), e a classe água tem os fragmentos com as bordas mais simples ("D" =~ 1,25). Este estudo mostrou que a análise fractal fornece índices que diminuem o grau de subjetividade na avaliação e entendimento da fragmentação da paisagem.

Abstract: The Brazilian south region Iandscape is composed by fragments of forest, grassland, water and agriculture. In spite of this heterogeneity, the study of any element in this Iandscape is related to the whole. Therefore, it is important to understand Iandscape pattern. One of the difficulties to verify these spatial patterns was to define and to quantify the irregular shapes described by the nature. Yet, from the fractal theory, introduced by Mandelbrot in 1975, the fractal geometry has been used to solve the problem of spatial variability. This research aimed the use of fractals to analyze the landscape pattern of a forest located in General Carneiro District, Paraná State, called Mixed Araucária Forest. From the classified Landsat-5 TM image, the fractal dimension "D" and the Pareto parameter "a", for each class, were determined. The estimated fractal dimension "D' was based on relationship of perimeters and areas. The Pareto index was based on relationship of areas. By using the fractal analysis was possible to relate and cover pattern and estimated indices. The results showed that Araucária has the largest fragments ("a" =~ 16,5) and more complicated perimeters ("D"=~ 1,42). The smaller fragments ("a" =~ 13,3) are brush, and water has smoother perimeter ("D"=~ 1,25). This study demonstrated that fractal analysis provide indices to reduce the subjectivity level in the evaluation and understanding of the landscape fragmentation.