Orientador: Jansle Vieira Rocha

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola

Resumo: O aumento na produção da cana-de-açúcar vem gerando grande discussão sobre a sustentabilidade da produção e a sua influência direta na mudança de uso da terra, principalmente em áreas de pastagem e cultura anual. O estudo da dinâmica da cana-de-açúcar tem influência direta em questões como a...

Resumo: O aumento na produção da cana-de-açúcar vem gerando grande discussão sobre a sustentabilidade da produção e a sua influência direta na mudança de uso da terra, principalmente em áreas de pastagem e cultura anual. O estudo da dinâmica da cana-de-açúcar tem influência direta em questões como a composição da produção agrícola, nos impactos sobre a biodiversidade, no desenvolvimento social e humano e na definição de políticas públicas. Índice de vegetação, através de séries temporais de imagens, tem sido utilizado para mapeamento de uso da terra de grandes áreas (estados, países ou regiões), através de produtos do sensor MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Este trabalho avaliou o desempenho de diferentes técnicas de filtragem em séries temporais e também realizou detecção automatizada de áreas de cana-de-açúcar e principais usos da terra para os anos de 2005, 2008 e 2012, e consequente mudança de uso da terra, utilizando séries temporais NDVI/MODIS, no estado de Mato Grosso. Foi utilizado o NDVI dos produtos MOD13Q1 e MYD13Q1 do sensor MODIS para identificação das áreas de diferentes usos da terra. Primeiramente foram avaliados os filtros Savitz-Golay , HANTS e Flat Bottom de maneira individual e também com a combinação Flat Bottom + HANTS e Flat Bottom + Savitz-Golay, nas séries de dados somente referentes ao NDVI MODIS/Terra e em conjunto com NDVI MODIS/Aqua. Tendo o resultado, que a utilização MODIS/Terra e MODIS/Aqua trouxe melhora significativa no resultado da classificação, quando utilizado em conjunto a algum filtro de série temporal, sendo o Savitzky-Golay, o que apresentou melhor resultado na diferenciação dos alvos. Na identificação e mapeamento automatizado, de áreas de cana-de-açúcar e outros principais usos da terra para a região (cultura anual, pastagem, cerrado e mata), para os anos de 2005, 2008 e 2012, os valores de acertos para cana-de-açúcar foram de 83%, 82% e 85% nos anos 2005, 2008 e 2012, respectivamente, e o acerto total foram de 89%, 88% e 89%, também para os anos 2005, 2008 e 2012. Ao cruzar os mapeamentos, foi possível realizar a análise da mudança de uso da terra para cana-de-açúcar. A certeza na mudança de uso da terra, quando implementa em áreas anteriormente destinadas a agricultura anual foi de 80% e 82%, na comparação de 2005 para 2008 e 2008 para 2012, respectivamente. No uso anterior de pastagem e cerrado este valor apresentou valores de 69% e 30%, respectivamente, na mudança de 2005 para 2008, e 66% e 34%, respectivamente, na mudança de 2008 para 2012. O resultado na analise de mudança de usa da terra teve a predominância de áreas de pastagem como principal uso anterior a cana-de-açúcar, seguida pela agricultura e o cerrado como responsável pelo restante do uso anterior da terra. Assim, o método para identificação da mudança de uso da terra apresentou um erro a ser considero, porém a tendência de ocorrência se apresenta de maneira consistente

Abstract: The production increase of sugarcane has generated discussion about the sustainability of production and its direct impact on the land use change, especially in pasture and annual crops areas. The study of the dynamics of sugarcane has a direct impact on issues such as the composition of...

Abstract: The production increase of sugarcane has generated discussion about the sustainability of production and its direct impact on the land use change, especially in pasture and annual crops areas. The study of the dynamics of sugarcane has a direct impact on issues such as the composition of agricultural production, the impacts on biodiversity, social and human development and the definition of public policies. Vegetation index through time series images have been used to map land use of large areas (states, countries or regions) using sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). This study evaluated the performance of different time series smoothing techniques and also held automated detection of sugarcane areas and main land uses for the years 2005, 2008 and 2012, and the consequent land use change, using NDVI/MODIS time series in Mato Grosso state. It was used NDVI product of MOD13Q1 and MYD13Q1 to identify areas of different land uses. At first, Savitz-Golay, Hants and Flat Bottom individually and also the combination Flat Bottom + Hants and Flat Bottom + Savitz-Golay, it was applied on NDVI time series data only related to MODIS/Terra and in conjunction with MODIS/Aqua. The result was that the use MODIS/Terra and MODIS/Aqua brought significant improvement in the overall classification, when used in conjunction with any time series smoothing, and the Savitzky-Golay showed better results in the differentiation of targets. The mapping areas of sugarcane and other major land uses (annual crops, grassland, savanna and forest), for the years 2005, 2008 and 2012, the number of right answers for sugarcane were 83 %, 82 % and 85 % in the years 2005, 2008 and 2012, respectively, and total accuracy were 89 %, 88 % and 89 %, also for the years 2005, 2008 and 2012. When crossing the maps, it was possible to perform the analysis of the land use change to cane sugar. The certainty of change in land use, when deploy in areas previously designed to annual agriculture was 80 % and 82 % in 2005 compared to 2008 and 2008 compared to 2012 respectively. The past use of grassland and savannah, this value, showed values of 69 % and 30 %, respectively, in the change from 2005 to 2008, and 66 % and 34 %, respectively, in the change from 2008 to 2012. The result of the study of land use changing had the predominance of grazing areas as the former principal use sugarcane, followed by agriculture and savanna as responsible for the remainder of the previous land use. Thus, the method to identifying the change of land use has an error to consider, but the trend appears to occur consistently