Efeito da urbanização no balanço de energia da superfície por sensoriamento remoto em Várzea Grande - MT

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Siqueira, Flávia Regina Pereira Santos de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMT
Texto Completo: http://ri.ufmt.br/handle/1/2220
Resumo: Spatial and temporal distribution of the soil cover of a locality are fundamental to understand the environmental changes occurred in the process of urbanization. These changes can be quantified and analyzed using remote sensing. Várzea Grande in the state of Mato Grosso, Brazil is a city that has experienced high growth in the last decades, but it fits like a metropolis. This work aims to evaluate the effects of urbanization on spectral behavior and energy partitioning using Landsat 5 TM satellite images in a medium-sized urban area. The study was about Várzea Grande urban area 1986 and 2011, a place with a low density of urbanization. First, soil cover classification was performed with an algorithm generated with biophysical indexes. The surface temperature estimation, NDVI calculation, albedo and the SEBAL algorithm were used to estimate the energy balance. The classification of soil cover allowed to discern five classes for the urban area of Várzea Grande: dense vegetation; underbrush and / or shrub vegetation; exposed only; buildings and water. The classification had a high coefficient of agreement, Kappa, with values above 0.76. In the analyzed period, the area covered by the construction-related class grew by 600% and dense forest areas decreased by 85%. When comparing the data that underwent coverage conversion, there was an increase in NDVI and the surface temperature values showed a variation above 10 ° C. There was an increase in the means of sensible heat and decrease in the balance of radiation, latent heat flux and evapotranspiration. Therefore, from 1986 to 2011 urbanization modified the structure of the surface environment and the spectral behavior of the surface of this city. It was verified that even with favorable pluviometric conditions for the vegetation, the sensible heat flow increased and there was a decrease in the latent heat flux. It was concluded that the city of Várzea Grande underwent major changes in soil cover, which mainly altered the energy partitioning and surface temperature. The data obtained could lead to results that can be used for urban planning in order to promote improvements in thermal comfort for the population.
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First, soil cover classification was performed with an algorithm generated with biophysical indexes. The surface temperature estimation, NDVI calculation, albedo and the SEBAL algorithm were used to estimate the energy balance. The classification of soil cover allowed to discern five classes for the urban area of Várzea Grande: dense vegetation; underbrush and / or shrub vegetation; exposed only; buildings and water. The classification had a high coefficient of agreement, Kappa, with values above 0.76. In the analyzed period, the area covered by the construction-related class grew by 600% and dense forest areas decreased by 85%. When comparing the data that underwent coverage conversion, there was an increase in NDVI and the surface temperature values showed a variation above 10 ° C. There was an increase in the means of sensible heat and decrease in the balance of radiation, latent heat flux and evapotranspiration. Therefore, from 1986 to 2011 urbanization modified the structure of the surface environment and the spectral behavior of the surface of this city. It was verified that even with favorable pluviometric conditions for the vegetation, the sensible heat flow increased and there was a decrease in the latent heat flux. It was concluded that the city of Várzea Grande underwent major changes in soil cover, which mainly altered the energy partitioning and surface temperature. The data obtained could lead to results that can be used for urban planning in order to promote improvements in thermal comfort for the population.A distribuição espacial e temporal da cobertura do solo de uma localidade são fundamentais para entender as mudanças ambientais ocorridas no processo de urbanização. Estas alterações podem ser quantificadas e analisadas com o uso do sensoriamento remoto. Várzea Grande no Estado de Mato Grosso, Brasil é uma cidade que experimentou elevado crescimento nas últimas décadas, mas se enquadra como uma metrópole. Este trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos da urbanização sobre o comportamento espectral e particionamento de energia utilizando de imagens do satélite Landsat 5 TM em área urbana de médio porte. O estudo foi realizado para as datas 1986 e 2011 na área urbana de Várzea Grande, local com característica de baixa densidade de urbanização. Primeiro foi realizada a classificação de cobertura do solo com um algoritmo gerado com índices biofísicos. Foi realizada a estimativa da temperatura de superfície, cálculo do NDVI, albedo e com o algoritmo SEBAL foi estimado o balanço de energia. A classificação de cobertura do solo permitiu discernir cinco classes para a área urbana de Várzea Grande: vegetação densa; vegetação rasteira e/ou arbustiva; solo exposto; construções e água. A classificação apresentou alto coeficiente de concordância, Kappa, com valores acima de 0,76. No período analisado a área coberta pela classe relacionada à construções cresceu 600% e as áreas de floresta densa decresceram 85%. Quando comparados os dados que passaram por conversão de cobertura, houve aumento do NDVI e os valores de temperatura de superfície apresentaram variação acima de 10 °C. Houve aumento das médias de calor sensível e decréscimo em saldo de radiação, fluxo de calor latente e evapotranspiração. Portanto, no período de 1986 a 2011 a urbanização modificou a estrutura do ambiente superficial e o comportamento espectral da superfície desta cidade. Foi verificado que mesmo com condições pluviométricas favoráveis para a vegetação, o fluxo de calor sensível aumentou e houve queda do fluxo de calor latente. Concluiu-se que a cidade de Várzea Grande passou por grandes alterações na cobertura do solo, o que alterou principalmente o particionamento energético e a temperatura de superfície. Os dados obtidos puderam originar resultados que podem ser utilizados para o planejamento urbano em busca de promover melhorias no conforto térmico para a população.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Física (IF)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em Física AmbientalMachado, Nadja GomesBiudes, Marcelo Sacardihttp://lattes.cnpq.br/7273935697798004http://lattes.cnpq.br/9058690473723423Machado, Nadja Gomes713.049.401-87http://lattes.cnpq.br/9058690473723423Biudes, Marcelo Sacardi893.219.011-91http://lattes.cnpq.br/7273935697798004713.049.401-87893.219.011-91Curado, Leone Francisco Amorim987.464.561-04http://lattes.cnpq.br/4050028967752766Danelichen, Victor Hugo de Moraishttp://lattes.cnpq.br/3461595808977435http://lattes.cnpq.br/3461595808977435Querino, Carlos Alexandre Santos009.799.824-99http://lattes.cnpq.br/1961496453115559Siqueira, Flávia Regina Pereira Santos de2021-01-05T13:59:01Z2019-06-112021-01-05T13:59:01Z2019-06-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSIQUEIRA, Flávia Regina Pereira Santos de. 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