Carlos Henrique Beisl
Título
Utilização de Mosaicos JERS-1 SAR e de Lógica Fuzzy para Elaboração de Mapas de Sensibilidade Ambiental Temporal a Derrames de Óleo na Amazônia Central
Resumo
O presente estudo propõe uma abordagem inovadora no uso de imagens JERS-1 SAR, visando ao desenvolvimento de um Índice de Sensibilidade Ambiental Temporal (ISAT) a derrames de óleo adequado às variações hidrológicas da Amazônia Central. Foram utilizados os mosaicos do Global Rain Forest Mapping Project (GRFM), confeccionados para a época de seca em setembro de 1995, e de cheia em maio de 1996. Na área de estudo no Terminal de Coari (AM), a influência do ciclo anual de subida e descida no nível das águas (que chega a atingir 14 metros) faz com que ocorram mudanças espacialmente extensas das unidades de paisagem, principalmente na passagem de floresta seca, na época de seca para floresta inundada, na época cheia. O algoritmo USTC (Unsupervided Semivariogram Textural Classifier) foi inicialmente utilizado para individualizar as classes de cobertura água, vegetação inundada, floresta seca e floresta inundada. Em seguida os mapas contendo estas classes, confeccionados para cada época, foram sobrepostos, gerando dezesseis classes de mudanças de paisagem. O método de análise de risco empregando regras linguísticas do tipo “if – then”, possibilitou o remapeamento das dezesseis classes de mudança, resultando em classes de confiabilidade e severidade da mudança. Estes conjuntos de regras constituíram a base para elaboração da matriz de risco e definição do ISAS. Em seguida, o uso de funções de pertinência permitiu flexibilizar as fronteiras das classes de mudança de paisagem, com base no cálculo do\ISAT considerando os valores médios de retroespalhamento em cada classe nos períodos de seca e de cheia, dos mosaicos GRFM. O procedimento resultou em mapas de ISAT para os expoentes de fuzzificação m=1,2 e m=1,8 Os resultados obtidos foram coerentes com verificações de campo e mostram potencial para uso operacional em sistemas de monitoramento a derrames de óleo na Amazônia.
Abstract
This study introduces an innovative approach using time series of JERS-1 SAR images to develop a Temporal Environmental Sensitivity Index for fluvial oil spills (ISAT) designed to consider hydrological variations in Central Amazonia. Radar mosaics derived from the Global Rain Forest Mapping Project (GRFM), for the dry (September 1995) and wet (May 1996) seasons, were used for this purpose. In the study area (Coari Terminal, Amazonas State), water level varies up to 14 meters, inducing landscape changes that are vastly distributed in space, mostly from dry forest in the dry season to flooded forest, in the wet season. The USTC algorithm (Unsupervised Semivariogram Textural Classifier) was applied to discriminate the following cover types: water, flooded vegetation, flooded forest, and dry forest. Maps depicting these classes were made for each season and then overlaid, thus generating sixteen classes of landscape change. A risk analysis method using linguistic rules of the “if-then” type was used to remap the landscape change, yielding new maps for classes of confidence and severity of change. These rule-sets constituted the basis for the construction of a risk matrix and for the definition of ISAT. Membership functions were used to define fuzzy boundaries for the landscape change classes. This procedure was based on ISAT calculations considering average backscatter values in the dual season GRFM mosaics for each of those classes. The final product consisted of ISAT maps for exponents m=1,2 and m=1,8. The results demonstrate the potential of the proposed methodology for operational use in oil spill monitoring systems in Central Amazonia.
