GEORREFERENCIAMENTO E ?CIA ROSIM PORTO GEORREFERENCIAMENTO E PROCESSAMENTO DE IMAGENS DE SENSORIAMENTO

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  • UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

    CMPUS LONDRINA

    CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

    LETCIA ROSIM PORTO

    GEORREFERENCIAMENTO E PROCESSAMENTO DE IMAGENS DE

    SENSORIAMENTO REMOTO APLICADOS ANLISE DA

    ARBORIZAO URBANA EM LONDRINA

    TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

    LONDRINA

    2017

  • LETCIA ROSIM PORTO

    GEORREFERENCIAMENTO E PROCESSAMENTO DE IMAGENS DE

    SENSORIAMENTO REMOTO APLICADOS ANLISE DA

    ARBORIZAO URBANA EM LONDRINA

    Monografia apresentada disciplina de Trabalho de Concluso de Curso 2, do Curso de Bacharelado em Engenharia Ambiental da Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Cmpus Londrina.

    Orientador (a): Prof. Dra. Ligia Flvia Antunes Batista

    Coorientador (a): Prof. Dra. Patrcia Carneiro Lobo Faria

    LONDRINA

    2017

  • Ministrio da Educao

    Universidade Tecnolgica Federal do Paran Campus Londrina

    Coordenao de Engenharia Ambiental

    TERMO DE APROVAO

    Ttulo da Monografia

    Georreferenciamento e processamento de imagens de sensoriamento remoto

    aplicados anlise da arborizao urbana em Londrina

    por

    Letcia Rosim Porto

    Monografia apresentada no dia 12 de junho de 2017 ao Curso Superior de Engenharia Ambiental da Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Cmpus Londrina. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Aps deliberao, a Banca Examinadora considerou o trabalho _____________________________________________________ (aprovado, aprovado com restries ou reprovado).

    ____________________________________ Profa. Dra. Adriana Castreghini de Freitas Pereira

    (UEL Departamento de Geocincias)

    ____________________________________

    Prof. Dr. Edson Fontes de Oliveira (UTFPR)

    ____________________________________

    Profa. Dra. Ligia Flvia Antunes Batista (UTFPR)

    Orientadora

    __________________________________ Profa. Dra. Edilaine Regina Pereira

    Responsvel pelo TCC do Curso de Eng. Ambiental

    "A Folha de Aprovao assinada encontra-se na Coordenao do Curso"

    UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

    PR

  • AGRADECIMENTOS

    Em primeiro lugar, gostaria de agradecer aos meus pais, Ronaldo e

    Valquria, por todo amor, apoio e incentivo durante toda a graduao. minha irm e

    melhor amiga, Beatriz, que mesmo longe nos ltimos meses sempre continuou me

    incentivando. Ao Lucas, pelo companheirismo, incentivo e pacincia.

    s minhas orientadoras, Prof. Dr. Ligia Flvia A. Batista e Prof. Dr.

    Patrcia C. L. Faria, pelos ensinamentos, pela pacincia, por aceitarem me orientar e

    por dedicarem seu tempo e conhecimento na elaborao deste trabalho.

    s minhas amigas Brbara e Gabriella, pela amizade durante toda

    graduao e principalmente por todo apoio e incentivo nesses ltimos meses. Ao meu

    amigo Igor, por todo companheirismo nas longas tardes de coleta de dados em campo.

    Prof. Dr. Adriana Castreghini de Freitas Pereira e ao Prof. Dr. Edson

    Fontes de Oliveira, por aceitarem participarem da banca examinadora e contriburem

    com este trabalho.

    Por fim, a todos que estiveram ao meu lado e, direta ou indiretamente,

    ajudaram na execuo deste trabalho.

  • RESUMO

    PORTO, L. R. Georreferenciamento e processamento de imagens de sensoriamento remoto aplicados anlise da arborizao urbana em Londrina. 2017. 54f. Trabalho de Concluso de Curso apresentado disciplina Trabalho de Concluso de Curso 2 Engenharia Ambiental, Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Cmpus Londrina. Londrina, 2017.

    Inventrios de arborizao urbana envolvem trabalhosos levantamentos de campo. Apesar das dificuldades, tais levantamentos so necessrios principalmente para permitirem o delineamento de diretrizes de gesto ambiental por parte de rgos pblicos, prefeituras, entre outros. O objetivo deste trabalho avaliar se possvel caracterizar qualitativamente a distribuio espacial da arborizao urbana por meio de imagens de Sensoriamento Remoto. Foram coletados dados sobre as rvores da rea central do municpio de Londrina, estado do Paran, os quais foram geocodificados e integrados em um banco de dados geogrfico, que permite consultas por expresso. Aplicou-se ento o operador de densidade Kernel, a fim de comparar seus resultados com ndices de vegetao NDVI e EVI gerados com imagens RapidEye, pelo ajuste de um modelo de regresso. Os ndices foram calculados utilizando as equaes apresentadas na literatura e tambm substituindo o termo que corresponde faixa do vermelho pela faixa red-edge. A modelagem dos dados foi feita para as ruas So Salvador, Alagoas e Cuiab. Os resultados apresentaram os valores mais altos para o modelo de regresso do ndice EVI com a faixa red-edge para a rua Cuiab, com coeficiente de determinao pouco acima de 17,27%. Tal resultado mostrou que o mtodo aplicado no foi bem-sucedido para a avaliao da arborizao urbana com as imagens de Sensoriamento Remoto e tcnicas utilizadas, porm, o banco de dados georreferenciado e o que ele possibilita em termos de consultas so importantes ferramentas de gesto pblica.

    Palavras-chave: Kernel; ndices de Vegetao; RapidEye; Geocodificao;

    Plano Diretor de Arborizao Urbana

  • ABSTRACT PORTO, L. R. Georeferencing and processing of remote sensing imagery applied to urban tree analysis in Londrina. 2017. 54f. Trabalho de Concluso de Curso apresentado disciplina Trabalho de Concluso de Curso 2 Engenharia Ambiental, Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Cmpus Londrina. Londrina, 2017.

    Urban tree inventory requires field surveys which are difficult undertaking. Despite this, such surveys are necessary mainly to permit the definition of environmental management guidelines by public agencies, prefectures, and others. The aim of this work is to evaluate if it is possible to characterize qualitatively the spatial distribution of urban trees from Remote Sensing imagery. It was collected a data set about trees of central area of Londrina city, Paran State, which were geocoded and integrated in a geographic database, which allows queries by expession. It was applied the Kernel density operator, in order to compare the results with vegetation index NDVI and EVI, generated with RapidEye imagery, and to assess the fitting of a regression model. The indexes were calculated using the equations presented in literature and also by replacing the term that correspond to the red band by red edge band. The data modeling was done for the following streets: So Salvador, Alagoas and Cuiab. The results presented the highest values for the regression model of the EVI ndex with the red edge band for Cuiab street with a determination coefficient slightly above 17.27%. This result showed that the applied method was not successful for the evaluation of urban trees from the Remote Sensing imagery and techniques used. However, the georeferenced database and what it enables in terms of queries ar important tools of public management.

    Key words: Kernel; Vegetation Indexes; RapidEye; Geocoding; Urban Tree Master Plan

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 Radiao eletromagntica na formao da imagem.......................... 13

    Figura 2 Caractersticas tpicas de reflectncia espectral para gramnea

    verde sadia e para solo seco exposto, no intervalo entre 250 e

    1.000 nm............................................................................................ 17

    Figura 3 Imagem RapidEye do Estado do Rio de Janeiro (a) com aplicao

    de NDVI e correo atmosfrica (b)............................................... 19

    Figura 4 Estimador de densidade de distribuio de pontos........................... 20

    Figura 5 Representao grfica da funo de quarta ordem........................... 21

    Figura 6 Representao grfica da funo gaussiana..................................... 22

    Figura 7 Distribuio de casos de mortalidade por causas externas em

    Porto Alegre em 1996 (a). Aplicao do estimador de densidade

    Kernel (b). 23

    Figura 8 Tela do Portal rvores de Campinas................................................. 24

    Figura 9 Consulta por expresso lgica para seleo de todas as rvores da

    espcie Tipuana tipu, infestadas por erva-de-passarinho e

    localizadas na Rua Cnego Braga e os respectivos

    resultados........................................................................................... 25

    Figura 10 Portal online do projeto New York City Street Tree Map................... 26

    Figura 11 Carta da rea de estudo.................................................................... 28

    Figura 12 Fluxograma de atividades desenvolvidas no transcorrer do

    trabalho.............................................................................................. 30

    Figura 13 Carta das rvores inventariadas em trechos da regio central de

    Londrina, PR...................................................................................... 32

    Figura 14 Carta das rvores de grande porte amostradas na regio central de

    Londrina, PR...................................................................................... 33

    Figura 15 Carta das rvores de origem extica inventariadas em amostragem

    na regio central de Londrina, PR..................................................... 34

    Figura 16 Carta dos espaos disponveis para introduo de mudas de

    rvore na regio central de Londrina, PR.......................................... 35

  • Figura 17 Carta com as rvores da espcie Murraya paniculata amostradas

    na regio central de Londrina, PR..................................................... 36

    Figura