Validação de simulação para cenário futuro da microrregião da campanha ocidental, RS, Brasil | Validation of simulation for future scenario of the campanha ocidental microregion, RS, Brazil

Dynamic landscape modeling has been used to simulate scenarios, quantifying and tracking changes in use and land cover through time. Based on these simulations, scenarios have been constructed projecting conversions into the future. However, there are no studies that validate these results insofar as the projected periods be achieved in the present. The goal of this research was to evaluate the effectiveness of a dynamic modeling that simulated future scenarios for the Campanha Ocidental Microregion of Rio Grande do Sul in order to validate or reject its prediction capacity. OLI / LANDSAT 8 satellite images generated real data for the year 2015, thus allowing comparison with data from simulations carried out in the past for the same period. The quantification and spatialization of the observed and simulated data for 2015 were tested at the pixel level by means of cross tabulation and Spatial Language analysis for Algebraic Geoprocessing in SPRING software, and at window level of pixels from 3x3 to 11x11, through of fuzzy logic in the Dinamica EGO software. The results obtained using Spring showed that, in a quantitative way, the simulated indexes overestimated native field areas in 4.74%, forest in 4.59% and sandy areas in 0.24%. For the agriculture and water classes, there was an underestimation of the data by 9.05% and 0.52%, respectively. Spatially, considering pixel level matching, the observed and simulated data were similar in 60.33% of the area and discordant in 39.67%. Considering the total covered by the reference area by class (real map for 2015), it was observed that the native field class presented the highest maintenance index, being correctly distributed in 68.52% of the study area, followed by forest in 59,60%, agriculture 52,46%, sandy areas 49,74% and water 49,44%. The similarity based on fuzzy logic of the EGO Dynamics presented indexes ranging from 0.8165 to 0.8469 for 3x3 and 11x11 windows, respectively, by exponential decay. Considering that the purpose of the simulation for 2015 was to investigate the coverage of land and its breadth, it is recognized of pixel window analysis is best suited on interpreting the expected patterns. Thus, the high indexes of fuzzy similarity by pixel windows validated the simulation for the Campanha Ocidental Microregion of Rio Grande do Sul. Such validation represents greater credibility for dynamic modeling, and the results may support appropriate environmental and economic management in the study area, especially to limit the gradual conversions of native fields to agricultural crops, projected to occur in the region.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A modelagem dinâmica de paisagens tem sido utilizada para simular cenários, quantificando e localizando as alterações ocorridas no uso e cobertura da terra ao longo do tempo. Com base nessas simulações, têm-se construído cenários projetando conversões no futuro. No entanto, inexistem estudos que validem esses resultados na medida em que tais períodos projetados sejam atingidos no presente. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a eficácia de uma modelagem dinâmica que simulou cenários futuros para a Microrregião da Campanha Ocidental do Rio Grande do Sul para validar ou rejeitar sua capacidade de predição. A partir de imagens do satélite OLI/LANDSAT 8 geraram-se dados reais para o ano de 2015, permitindo-se assim a comparação com dados oriundos de simulações realizadas no passado para o mesmo período. A quantificação e espacialização dos dados observados e simulados para 2015 foram testados em nível de pixel, por meio de tabulação cruzada e análise em Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico no software SPRING, e, em nível de janelas de pixels de 3x3 a 11x11, por meio de lógica fuzzy no software Dinamica EGO. Os resultados obtidos por meio do Spring demonstraram que, quantitativamente, os índices simulados superestimaram áreas de campo nativo em 4,74%, floresta em 4,59% e areal em 0,24%. Já para as classes de agricultura e água houve uma subestimação dos dados em 9,05% e 0,52%, respectivamente. Espacialmente, considerando correspondência em nível de pixel, os dados observados e simulados foram similares em 60,33% da área e discordantes em 39,67%. Considerando o total abrangido pela área de referência por classe (mapa real para 2015), percebeu-se que a classe campo nativo foi a que apresentou maior índice de manutenção, sendo distribuída corretamente em 68,52% da área de estudo, seguido por floresta em 59,60%, agricultura 52,46%, areal 49,74% e água 49,44%. A similaridade baseada em lógica fuzzy do Dinâmica EGO apresentou índices que variaram de 0,8165 a 0,8469 para janelas de 3x3 e 11x11, respectivamente, por decaimento exponencial. Considerando que o intuito da simulação para 2015 foi prospectar a abrangência de usos e cobertura da terra, reconhece-se que a análise por janelas de pixels é a mais indicada para interpretar os padrões previstos. Sendo assim, os altos índices de similaridade fuzzy por janelas de pixels validaram a simulação para a Microrregião da Campanha Ocidental do Rio Grande do Sul. Tal validação representa maior credibilidade para a modelagem dinâmica, sendo que os resultados poderão apoiar uma adequada gestão ambiental e econômica na área de estudo, especialmente no sentido de limitar as gradativas conversões de campos nativos em prol de cultivos agrícolas, projetadas para ocorrer na região.