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Título : Mapping Impervious Surface Areas Using Orthophotos, Satellite Imagery and Linear Regression
Mapeamento de Superfícies Impermeáveis Utilizando Ortofotos, Imagens de Satélite e Regressão Linear
Palabras clave : Superfícies Impermeáveis;NDVI;Regressão Linear;Validação Cruzada.;Impervious surfaces;NDVI;regression line;cross-validation.
Editorial : Universidade de São Paulo. Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas
Descripción : Um dos efeitos mais marcantes do processo de urbanização, na atualidade, é o aumento das superfícies impermeáveis. A expansão indiscriminada da impermeabilização do solo possui significativo potencial produtor de impactos negativos ao ambiente, como deterioração da qualidade e quantidade da água, mudanças na infiltração e nas características do escoamento superficial e, consequentemente, subsupercial das águas, aumento da temperatura do ambiente, dentre outros. Em razão da relevância científica e social da temática, o presente estudo tem como objetivo estimar o percentual de superfícies impermeáveis na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) a partir de ortofotos digitais (Emplasa, 2010) e imagens do sensor Operational Land Imager (OLI) do Landsat-8. O primeiro procedimento metodológico consistiu na definição de áreas de controle, que foram utilizadas para calibrar o modelo. A partir das informações detalhadas das ortofotos, valores percentuais de impermeabilização foram calculados para um conjunto de janelas amostrais georreferenciadas a partir da localização e dimensão dos pixels das imagens OLI. Em seguida, estes valores percentuais foram correlacionados linearmente com valores da imagem Índice Vegetação de Diferença Normalizada (NDVI em Inglês), haja vista a cobertura vegetal possuir correlação negativa com as áreas impermeáveis. Realizou-se uma análise detalhada dos resíduos da modelagem a partir do método de validação cruzada e os resultados obtidos indicam que a metodologia descrita é eficiente para estimar as áreas impermeáveis (R2 = 0.90 e p <0.05), ainda que um pequeno erro de subestimativa tenha sido observado.
One of the most notorious effects of urbanization is the increase in the proportion of impervious surface areas (ISAs). The indiscriminate increase in ISA gives rise to many negative impacts on the environment, such as the deterioration of water in terms of both quality and quantity, changes in surface-water infiltration and runoff characteristics, increases in the land surface temperature, etc. Owing to the scientific and social relevance of this theme, the present study aims to map the percentage of ISA in the Metropolitan Region of São Paulo (RMSP) by means orthorectified digital photos (Emplasa, 2010) and satellite imagery taken from the Operational Land Imager (OLI) instrument onboard the Landsat-8 system. The first procedure consisted of a definition of the control areas used to calibrate the model.  By using detailed information from orthophotos, the percentage of impervious land was calculated taking into account the pixel size of Landsat-8 OLI imagery. In order to do that, a set of georeferenced sample windows was used. After this, we combined the reference impervious surface values with the pixel brightness of the normalized difference vegetation index (NDVI) through a linear-regression model, since there is a negative correlation between green vegetation and impervious areas. By using the cross-validation technique, a meticulous analysis of the residues generated from the modeling was performed.  The results obtained in this investigation showed that the method described is very effective in predicting continuous values of ISA (R2 = 0.90 and p <0.05 when related to the control set), however, a slight underestimation error is also noted.
URI : http://biblioteca-repositorio.clacso.edu.ar/handle/CLACSO/42228
Otros identificadores : https://www.revistas.usp.br/rdg/article/view/131542
10.11606/rdg.v35i0.131542
Aparece en las colecciones: Departamento de Geografia - DG/USP - Cosecha

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