Identificação de Infraestruturas de Exploração Florestal em Uma Área de Manejo Sustentável por Meio de Imagens OLI/Landsat 8 e MSI/Sentinel-2

Arthur Gutemberg Andion Farias Moura; Evandro Ferreira  Silva; Fábio Miranda Leão; Jeangelis Silva Santos; Quétila Souza Barros; Arien Hiusaki Moura Santos

Arthur Gutemberg Andion Farias Moura Universidade Federal do Pará
Evandro Ferreira Silva Universidade Federal do Pará
Fábio Miranda Leão Universidade Federal do Pará
Jeangelis Silva Santos Instituto de Defesa Agropecuária e Florestal do Espírito Santo
Quétila Souza Barros Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - Núcleo de Pesquisas do Acre
Arien Hiusaki Moura Santos Universidade Federal do Pará

Abstract

Forest infrastructures are essential for logging activities, but they also generate environmental impacts. This study aimed to analyze the feasibility of identifying logging infrastructure in a Sustainable Forest Management (SFM) area using remote sensing data and geoprocessing techniques. Ten techniques were applied, including five Vegetation Index (NDVI, TDVI, TVI, RATIO and SAVI), two Linear Spectral Mixture Model components (soil and vegetation fraction) and two Tasseled Cap Transformation (Wetness and Greeness) components, on Landsat 8 and Sentinel-2 images, to detect forest infrastructures built in a SFM area in the Saracá-Taquera National Forest (FLONA), Pará. The Wetness Tasseled Cap Transformation applied to the Sentinel-2 image had the great results for the kappa index and overall accuracy, a value of 0.93 and 83.60 respectively. In relation photointerpretation, the best performing techniques were from the Tasseled Cap Transformation Wetness and NDVI applied to the Sentinel-2 image, TVI in the Landsat 8 image and the Linear Spectral Mixture Model Soil Fraction. Based on these results, it was possible to successfully identify forest infrastructures such as primary and secondary roads using these techniques applied to medium resolution images.

Author Biographies

Arthur Gutemberg Andion Farias Moura, Universidade Federal do Pará

Doutorando em Ciências Ambientais na Universidade Federal do Pará (UFPA), Mestre em Biodiversidade e Conservação pela Universidade Federal do Pará (UFPA), campus de Altamira. Graduado em Engenharia Ambiental e Sanitária pela Faculdade Ideal. Possui especialização em Recuperação de Áreas degradadas pela Universidade Estadual do Sul do Maranhão (UEMASUL) e especialização em Ecologia pela Faculdade Metropolitana. Estagiou na Diretoria de Geotecnologias (DIGEO) da Secretaria de Meio Ambiente e Sustentabilidade do Estado do Pará (SEMAS) durante 2 (dois) anos, desenvolvendo atividades de geoprocessamento como análise de CAR (offline), analise multitemporal e criação de banco de dados no software ArcGis.

Evandro Ferreira Silva, Universidade Federal do Pará

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Acre (2013) onde foi presidente do Centro Acadêmico (2011-12), Participou como bolsista nos projetos Ciliar Cabeceiras o Purus, Ciliar Só-Rio Acre e Socieconomia dos extrativistas envolvidos com a oferta de latex para a empresa Natex, Xapuri-Ac do qual resultou sua monografia. Cursou mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo (2015), estando sob orientação do Prof. Dr. Gilson Fernandes e Coorientação do Dr. Evandro Orfanó Figueiredo, desenvolveu o trabalho de dissertação "Alocação de pátios de estocagem em plano de manejo na Amazônia por meio de programação matemática". Atuou como bolsista CNPq (SET-F) na empresa DAP Engenharia Florestal no projeto Charcoal ID. Doutor em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo (2019), sob orientação do Prof. Dr. Gilson Fernandes e Coorientação do Dr. Evandro Orfanó Figueiredo, desenvolveu o trabalho de tese "Planejamento da exploração em florestas nativas manejadas da Amazônia por meio de pesquisa operacional". Professor Susbtituto na UFPI no curso de Engenharia Florestal (2019 - 2021) Possui afinidade nas áreas de: Economia florestal, Planejamento de manejo florestal em florestas nativas (MODEFLORA), otimização florestal (Lindo, Lingo, Lp solve, CPLEX) , SIG (ArcGis), Biometria Florestal. Participa dos projetos em andamento "Planejamento da colheita em florestas nativas da Amazônia por meio de pesquisa operacional", "Estimação de variáveis biofísicas de espécies florestais utilizando aeronaves remotamente pilotadas", "Avaliação econômica de diferentes modelos de sistemas silvipastoris" e "Utilização de aeronaves remotamente pilotadas para mensuração e monitoramento de variáveis biofísicas de um sistema silvipastoril". É participante dos grupos de pesquisa Geotechnology Applied to Global Environment (GAGEN) [dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/2328636599159477] e egresso do grupo Centro de Estudos em Ecologia e Manejo da Amazônia (CEEMA) [dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/4701306528439934]. Atualmente, é professor no curso de Engenharia Florestal da UFPA, Altamira, PA e membro permanente da pós-graduação, nível de mestrado, em Biodiversidade e Conservação, UFPA.

Fábio Miranda Leão, Universidade Federal do Pará

Professor adjunto I da Universidade Federal do Pará, professor no Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da Universidade Federal do Pará, campos Altamira, possui graduação em Engenharia Florestal e Mestrado em biologia vegetal com ênfase em botânica tropical pela Universidade Federal Rural da Amazônia. É Doutor em Ciências Florestais pela Universidade Federal Rural da Amazônia. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Ecologia florestal e Mensuração Florestal, atuando principalmente nos seguintes temas: Regeneração Natural, Raízes Finas, Biomassa Aérea, Biodiversidade, Serviços ecossistêmicos e modelagem volumétrica e ambiental

Jeangelis Silva Santos, Instituto de Defesa Agropecuária e Florestal do Espírito Santo

Doutor em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo, atuando na área de Sensoriamento Remoto aplicado ao Manejo Florestal. Atualmente é Técnico em Desenvolvimento Agropecuário no Instituto de Defesa Agropecuária e Florestal do Espírito Santo (IDAF). Possui experiência nas áreas de inventário florestal, modelagem do crescimento e produção de florestas, redes neurais artificiais, sistemas de informações geográficas, sensoriamento remoto, LiDAR e Aeronaves Remotamente Pilotadas (ARP) aplicados ao inventário florestal. É pesquisador do grupo de pesquisa do CNPq Geotechnology Applied to Global Environment (GAGEN)

Quétila Souza Barros, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - Núcleo de Pesquisas do Acre

Sou engenheira florestal com mestrado em Ciência, Inovação e Tecnologia para a Amazônia pela Universidade Federal do Acre (UFAC) e doutora em Ciências Florestais pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Realizo pesquisas voltadas para o manejo florestal de florestas nativas, dinâmica de regeneração natural e ecologia das espécies florestais e trabalho com análises estatísticas. Atualmente, desempenho o papel de pesquisadora PCI DA no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Núcleo de Pesquisas do Estado do Acre, meu trabalho envolve compreender o comportamento das florestas antes e após a exploração madeireira, bem como os processos de conversão do uso da terra na região. Além disso, tenho interesso na utilização de diversas geotecnologias, incluindo LiDAR aerotransportado, arcgis, Qgis e Fusion e programas estatísticos como R Studio, Python e Minitab.