Spatiotemporal interval logic for reasoning about land use change dynamics
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE |
Texto Completo: | http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/11.23.13.04 |
Resumo: | With the global population growth, the food production will need to rise, potentially causing extensive environmental damage. In Brazil, the demand for farmland is the key immediate driver of land use change, which has influence in public policies. For example, the soy and beef moratorium, that aim at reducing the advance of soybean cropping and pasture areas expansion over the Amazon biome. Currently, Earth observation satellites form part of a comprehensive Earth observation system due to their higher spatial, temporal and spectral resolutions, providing continuous and consistent information about Earths surface. It is the era of big Earth observation data. It has been creating new perspectives in remote sensing data analysis that enable the development of land use and land cover maps at higher spatial resolution and with high temporal frequency. Given this scenery, this thesis introduces a spatiotemporal interval logic mechanism that can be used for reasoning about land use change dynamics, from big Earth observation data systems. The main contribution of this mechanism is to use the concept of events to reason about land use change. Building on this view this thesis extends Allens interval temporal logic to the spatial context, resulting in a formal calculus that allows users to express queries about the land use dynamics. The calculus allows scientists to manipulate large sets of land use data in a flexible way, to understand the environmental and economic effects of land use change. The formalism was applied in three cases studies to identify and quantifying land use transitions in Mato Grosso state in Brazil. |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSpatiotemporal interval logic for reasoning about land use change dynamicsLógica de intervalo espaço-temporal para raciocinar sobre dinâmica de mudança de uso da terra2017-12-12Lúbia VinhasGilberto CâmaraAntônio Miguel Vieira MonteiroIeda Del'Arco SanchesAlexandre Xavier Ywata de CarvalhoTiago Garcia de Senna CarneiroAdeline Marinho MacielInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação AplicadaINPEBReventsspatiotemporallogic formalismbig Earth observation dataland use changeeventosespaço-temporalformalismo lógicograndes conjuntos de dados de observação da Terramudança de uso da terraWith the global population growth, the food production will need to rise, potentially causing extensive environmental damage. In Brazil, the demand for farmland is the key immediate driver of land use change, which has influence in public policies. For example, the soy and beef moratorium, that aim at reducing the advance of soybean cropping and pasture areas expansion over the Amazon biome. Currently, Earth observation satellites form part of a comprehensive Earth observation system due to their higher spatial, temporal and spectral resolutions, providing continuous and consistent information about Earths surface. It is the era of big Earth observation data. It has been creating new perspectives in remote sensing data analysis that enable the development of land use and land cover maps at higher spatial resolution and with high temporal frequency. Given this scenery, this thesis introduces a spatiotemporal interval logic mechanism that can be used for reasoning about land use change dynamics, from big Earth observation data systems. The main contribution of this mechanism is to use the concept of events to reason about land use change. Building on this view this thesis extends Allens interval temporal logic to the spatial context, resulting in a formal calculus that allows users to express queries about the land use dynamics. The calculus allows scientists to manipulate large sets of land use data in a flexible way, to understand the environmental and economic effects of land use change. The formalism was applied in three cases studies to identify and quantifying land use transitions in Mato Grosso state in Brazil.Com o crescimento da população mundial, a produção de alimentos precisará aumentar potencialmente causando grandes danos ambientais. No Brasil, a demanda por terras agrícolas é o principal condutor imediato da mudança de uso da terra, que influência políticas públicas. Por exemplo, a moratória da soja e da carne que visam reduzir o avanço da expansão de áreas de cultivo de soja e pastagem sobre o bioma Amazônia. Atualmente, satélites de observação da Terra fazem parte de um sistema abrangente de observação da Terra devido às suas maiores resoluções espaciais, temporais e espectrais, fornecendo informações contínuas e consistentes sobre a superfície terrestre. É a era dos grandes conjuntos de dados de observação da Terra. Isso tem criado novas perspectivas na análise de dados de sensoriamento remoto que permitem o desenvolvimento de mapas de uso e cobertura da terra com maior resolução espacial e com alta frequência temporal. Dado este cenário, esta tese introduz um mecanismo de lógica de intervalo espaço-temporal que pode ser usado para raciocinar sobre as dinâmicas de mudança de uso da terra, a partir de sistemas de grandes conjuntos de dados de observação da Terra. A principal contribuição deste mecanismo é usar o conceito de eventos para raciocinar sobre mudança de uso da terra. Com base nesta perspectiva, essa tese estende a lógica temporal de intervalos de Allen para o contexto espacial, resultando em um cálculo formal que permite usuários expressar consultas sobre a dinâmica de uso da terra. O cálculo permite aos cientistas manipular grandes conjuntos de dados de uso da terra de uma maneira flexível para entender os efeitos ambientais e econômicos da mudança de uso da terra. O formalismo foi aplicado em três estudos de casos para identificar e quantificar transições de uso da terra no estado de Mato Grosso, Brasil.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/11.23.13.04info:eu-repo/semantics/openAccessengreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:55:34Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/11.23.13.04.25-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:55:35.108Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false |
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