UNSUPERVISED CLASSIFICATION OF RAPIDEYE IMAGES IN THE MAPPING OF LAND COVERAGE OF DELTA DO PARNAÍBA, PIAUÍ

Abstract

The aim of this paper was the mapping of the land cover classes in an area of the Delta do Parnaíba, Piauí, NE, Brazil using the unsupervised classification method in RapidEye images. Through digital processing of images in a GIS environment, it was possible to map 12 classes of land cover. The results showed that the highest percentage of the study area is covered by fields with the presence of shrub vegetation and a predominance of pasture. Other classes (mobile dunes and sandy shoreline, undergrowth and exposed land) characterize a high level of environmental vulnerability and risk of erosion, illustrating the need for sustainable management techniques. Based on the techniques and evaluation criterias, the mapping indicated very good agreement, emphasizing the quality of the visual interpretation of the image and the classification method employed.

Author Biographies

João Victor Alves Amorim, Federal University of Piauí (UFPI), Brazil

Master of Geography at the Post-graduate degree in Geography from the Federal University of Piauí (UFPI), Brazil.

Gustavo Souza Valladares, Federal University of Piauí (UFPI), Brazil

Professor of Graduate and Postgraduate Geography, Federal University of Piauí (UFPI), Brazil.

Mirya Grazielle Torres Portela, Federal University of Piauí (UFPI), Brazil

PhD in Agronomy by the Postgraduate Program in Agronomy, Tropical Agriculture at the Federal University of Piauí (UFPI), Brazil.

References

AMORIM, J. V. A. Pedometria aplicada ao mapeamento de solos do Delta do Parnaíba – Piauí. 2019. 129 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Federal do Piauí, Teresina, 2019.

BARBOSA, W. C. S. Abordagem geoambiental e turismo em Cajueiro da Praia, Piauí. 2019. 100 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Programa de Pós-graduação em Geografia, Universidade Federal do Piauí, Teresina, 2019.

BERNARDI, H. V. F.; DZEDZEJ, M.; CARVALHO, L. M. T. Classificação digital do uso do solo comparando os métodos “pixel a pixel” e orientada ao objeto em imagem QuickBird. SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13, Florianópolis, Santa Catarina. In: Anais... Florianópolis, Santa Catarina, 2007, p. 5595-5602. Disponível em: . Acesso em: 16 Maio 2020.

BRASIL. Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual Técnico de Uso da Terra. 3. ed. Rio de Janeiro : Diretoria de Geociências. IBGE, 2013. 171p. (Manuais técnicos em geociências número 7).

BRASIL (2000). Lei n 9.985, de 18 de julho de 2000. Regulamenta o art.225, §18, incisos I, II, III e IV da Constituição Federal, institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza e dá outras providencias.

CABRAL, L. J. R. S.; VALLADARES, G. S.; PEREIRA, M. G.; PINHEIRO JÚNIOR, C. R.; LIMA, A. M.; FROTA, J. C. O.; AMORIM, J. V. A. Classificação dos solos da Planície do Delta do Parnaíba, PI. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 12, n. 4, 2019. Disponível em: . Acesso em: 15 Maio 2020. https://doi.org/10.26848/rbgf.v12.4.p1466-1483.

CENTENO, J. A. S. Sensoriamento Remoto e Processamento de Imagens Digitais. Departamento de Geomática da Universidade Federal do Paraná : Curitiba, 2003. 209p.

CHAGAS, C. S. Mapeamento digital de solos por correlação ambiental e redes neurais em uma bacia hidrográfica no domínio de mar de morros. 2006. 223 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2006.

CHUVIECO, E. Fundamentos de teledection espacial. Madrid: Unigraf, 1990. 453p.

CONGALTON, R. G. A review of assessing the accuracy of classifications of remotely sensed data. Remote Sensing Environment, v. 37, n. 1, 1991. Disponível em: . Acesso: 14 Maio 2020. https://doi.org/10.1016/0034-4257(91)90048-B.

COSTA, J. L. P. O.; CAVALCANTI, A. P. B. Fitogeografia da planície deltaíca do Rio Parnaíba, Piauí/Maranhão – Brasil: análise da distribuição das espécies e interferência antrópica. OBSERVATORIUM: Revista Eletrônica de Geografia, v. 2, n. 4, 2010. Disponível em: Acesso em: 12 Maio 2020.

COSTA, E. M.; ANTUNES, M. A. H; DEBIASSI, P.; ANJOS, L. H. C. Processamento de imagens RapidEye no mapeamento de uso do solo em ambiente de Mar de Morros. Pesq. agropec. bras., Brasília, v. 51, n. 9, 2016. Disponível em: . Acesso em: 12 Maio 2020. https://doi.org/10.1590/s0100-204x2016000900040.

DELEGIDO, J.; VERRELST, J.; MEZA, C.M.; RIVERA, J.P.; ALONSO, L.; MORENO, J. A red-edge spectral index for remote sensing estimation of green LAI over agroecosystems. European Journal of Agronomy, v. 46, 2013. Disponível em: < https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1161030112001542?via%3Dihub>. Acesso em: 13 Maio 2020. https://doi.org/10.1016/j.eja.2012.12.001.

FERREIRA E.; DANTAS A. A. A.; MORAIS, A. R. Exatidão na classificação de fragmentos de matas em imagem do satélite Cbers-CCD, no município de Lavras, MG. SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13, Florianópolis, Santa Catarina. In: Anais... Florianópolis, Santa Catarina, 2007, p. 887-894. Disponível em: . Acesso em: 11 Maio 2020.

FERREIRA, A. G.; MELLO, N. G. S. Principais sistemas atmosféricos atuantes sobre a região nordeste do Brasil e a influência dos oceanos Pacífico e Atlântico no clima da região. Revista Brasileira de Climatologia, v. 1, n. 1, 2005. Disponível em: < https://revistas.ufpr.br/revistaabclima/article/view/25215/16909>. Acesso em: 12 Maio 2020.

FIDALGO, E. C.C. Exatidão no processo de mapeamento temático da vegetação de uma área de mata atlântica no estado de São Paulo, a partir de imagens TM-Landsat. 1995. 186 f. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 1995.

FLORENZANO, T. G. (Org). Geomorfologia: conceitos e tecnologias atuais. São Paulo : Oficina de Textos, 2008. 318p.

FLORENZANO, T. G. Iniciação em sensoriamento remoto. 3. ed. São Paulo : Oficina de Textos, 2011. 123p.

GUZZI, A. Biodiversidade do Delta do Parnaíba: litoral piauiense. Parnaíba : EDUFPI, 2012. 466p.

LANDIS, J.R.; KOCH, G.G. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, v. 33, n. 1, 1977. Disponível em: < https://www.jstor.org/stable/2529310?seq=1>. Acesso em: 13 Maio 2020. https://doi.org/10.2307/2529310.

LILLESAND, T.M., KIEFER, R.W., CHIPAN, J.W. Remote sensing and interpretation. 5 ed. Madison: Wiley, 2004. 763p.

NEVES, C.F.; MUEHE, D. Vulnerabilidade, impactos e adaptação a mudanças do clima: a zona costeira. Parcerias estratégicas, v. 13, n. 27, 2008. Disponível em: . Acesso em: 11 Maio 2020.

OLIVEIRA F. P.; FERNANDES-FILHO E. I.; SOARES. V. P.; SOUZA A. L. Mapeamento de fragmentos florestais com monodominância de Aroeira a partir da classificação supervisionada de imagens Rapideye. Revista Árvore, v. 37, n. 1, 2013. Disponível em: < https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-67622013000100016&script=sci_abstract&tlng=pt>. Acesso em: 15 Maio 2020. https://doi.org/10.1590/S0100-67622013000100016.

PORTELA, M. G. T.; ESPINDOLA, G. M.; VALLADARES, G. S.; AMORIM, J. V. A.; FROTA, J. C. O. Vegetation biomass and carbon stocks in the Parnaíba River Delta, NE Brazil. Wetlands Ecol Manage, 2020. Disponível em: . Acesso em: 11 Maio 2020. https://doi.org/10.1007/s11273-020-09735-y.

QUEIROZ, T. B.; SOUSA, R. S.; BALDIN, T.; BATISTA, F. J.; MARCHESAN, J.; PEDRALI, L. D.; PEREIRA, R. S. Avaliação do desempenho da classificação do uso e cobertura da terra a partir de imagens Landsat 8 e Rapideye na região central do Rio Grande do Sul. Geociências, v. 36, n. 3, 2017. Disponível em: . Acesso em: 14 Maio 2020.

RAMOELO, A.; SKIDMOREB, A. K.; CHO, M. A.; SCHLERF, M.; MATHIEU, R.; HEITKÖNIGD, I. M. A. Regional estimation of savanna grass nitrogen using the red-edge band of the spaceborne RapidEye sensor. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, v.19, 2012. Disponível em: . Acesso em: 15 Maio 2020. https://doi.org/10.1016/j.jag.2012.05.009.

ROSA, R. Introdução ao sensoriamento remoto. Uberlândia : EDUFU, 2009. 264p.

SANTOS-FILHO, F. S.; ALMEIDA JUNIOR, E. B.; SOARES, C. J. R. S.; ZICKEL, C. S. Fisionomias das restingas do delta do Parnaíba, Nordeste, Brasil. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 3, n. 3, 2010. Disponível em: . Acesso em: 15 Maio 2020. https://doi.org/10.26848/rbgf.v3.3.p218-227.

SCHUSTER, C.; FÖRSTER, M.; KLEINSCHMIT, B. Testing the red edge channel for improving land-use classifications based on high-resolution multi-spectral satellite data. International Journal of Remote Sensing, v.33, 2012. Disponível em: < https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01431161.2012.666812>. Acesso em: 14 Maio 2020. https://doi.org/10.1080/01431161.2012.666812.

SILVEIRA, C. T ; OKA-FIORI, C ; SANTOS, L. J. C ; SIRTOLI, A. E. ; SILVA, C. R ; BOTELHO, M. F. Soil prediction using artificial neural networks and topographic attributes, Geoderma, v. 195-196, 2013. Disponível em: . Acesso em: 13 Maio 2020. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2012.11.016.

SILVEIRA, Claudinei. T. Análise digital do relevo na predição de unidades preliminares de mapeamento de solos: integração de atributos topográficos em Sistemas de Informações Geográficas e redes neurais artificiais. 2010. 153 f. Tese (Doutorado em Geografia). Departamento de Geografia, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2010.

SOUSA, Roneide dos Santos. Planície Costeira do Estado do Piauí: mapeamento das unidades de paisagem, uso e cobertura da terra e vulnerabilidade ambiental. 2015. 138 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Federal do Piauí, Teresina, 2015.

STEVIĆ, D.; HUT, I.; DOJČINOVIĆ, N.; JOKOVIĆ, J. Automated identification of land cover type using multispectral satellite images. Energy and Buildings, v. 115, 2016. Disponível em: . Acesso em: 14 Maio 2020. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.06.011

TERESINA. FUNDAÇÃO CEPRO. Fundação Rio Parnaíba – FURPA. Macrozoneamento Costeiro do Estado do Piaui: Relatório Geoambiental e Socioeconômico. Teresina: s.e, 1995. 221p. (Estudos Diversos, 31).

VAEZA, R. F.; FILHO, P. C. O.; MAIA, A. G.; DISPERATI, A. A. Uso e Ocupação do Solo em Bacias Hidrográficas Urbana a Partir de Imagens Orbitais de Alta Resolução. Floresta e Ambiente, v. 17, n. 1, 2010. Disponível em: . Acesso em: 12 Maio 2020. http://dx.doi.org/10.4322/floram.2011.003.

VALLADARES, G S; CABRAL, L. J. R. S. Mapeamento geológico da Planície do Delta do Parnaíba-PI. SIMPOSIO DE GEOLOGIA DO NORDESTE, 27, João Pessoa, Paraíba. In: Anais... João Pessoa, Paraíba, 2017. Disponível em: . Acesso: 11 Maio 2020.
Published
01/02/2021
How to Cite
AMORIM, João Victor Alves; VALLADARES, Gustavo Souza; PORTELA, Mirya Grazielle Torres. UNSUPERVISED CLASSIFICATION OF RAPIDEYE IMAGES IN THE MAPPING OF LAND COVERAGE OF DELTA DO PARNAÍBA, PIAUÍ. Geosaberes, Fortaleza, v. 12, p. 88 - 106, feb. 2021. ISSN 2178-0463. Available at: <http://geosaberes.ufc.br/geosaberes/article/view/1069>. Date accessed: 05 dec. 2021. doi: https://doi.org/10.26895/geosaberes.v12i0.1069.
Section
ARTICLES