O documento discute a dinâmica populacional e mudanças na cobertura da terra no Distrito Florestal Sustentável da BR-163 entre 1997 e 2007. A metodologia mapeou os padrões de desmatamento e estágios de ocupação da fronteira agrícola utilizando sensoriamento remoto e dados demográficos, e analisou as associações entre população e cobertura da terra.

1. PADRÕES DE MUDANÇA DE COBERTURA DA TERRA E DINÂMICA
POPULACIONAL NO DISTRITO FLORESTAL SUSTENTÁVEL DA BR-163:
POPULAÇÃO, ESPAÇO E AMBIENTE
André Augusto Gavlak
Defesa de dissertação de mestrado em Sensoriamento Remoto
Orientadores:
Drª. Maria Isabel Sobral Escada
Dr. Antônio MiguelVieira Monteiro
São José dos Campos
2011

2. Distrito Florestal Sustentável da BR-163 (DFS)
“Criado em 2006, o DFS/BR163 um é complexo geoeconômico e social que busca promover
desenvolvimento local integrado com atividades baseadas na exploração vegetal (MMA, 2007).”
• Altamira;
• Aveiro;
• Belterra;
• Itaituba;
• Jacareacanga;
• Juruti;
• Novo Progresso;
• Óbidos;
• Placas;
• Prainha;
• Rurópolis;
• Santarém;
• Trairão.

3. Distrito Florestal Sustentável da
BR-163 (DFS)

4. Evolução da fronteira agrícola – Diniz (2002)
DINIZ, A.M. Migração e Evolução na Fronteira Agrícola. In. XIII Encontro da Associação Brasileira de Estudos
Populacionais, Ouro Preto, Minas Gerais, 2002. Anais... Ouro Preto, Minas Gerais, 2002, 26 p.

5. Perguntas
• Quais os diferentes padrões e estágios de ocupação da fronteira agropecuária
existentes no DFS da BR-163 e como eles evoluíram ao longo do tempo?

6. • Como a população está distribuída na região e como seus indicadores
demográficos podem compor uma caracterização para os distintos
estágios de ocupação presentes no DFS da BR-163?
Perguntas

7. • É possível localizar, identificar e caracterizar os estágios de evolução da
fronteira de ocupação no DFS da BR-163 utilizando dados oriundos de
sensoriamento remoto integrados aos dados demográficos coletados pelo
censo e contagem populacional, utilizando Sistemas de Informação
Geográfica e metodologias de análise de dados espaciais?
Perguntas

8. Objetivo
• Identificar e caracterizar as associações entre a dinâmica populacional e
dinâmica das mudanças de cobertura da terra no Distrito Florestal
Sustentável da BR-163, observando o período de 1997 a 2007. Através do uso
de indicadores demográficos construídos a partir do censo demográfico e
contagem populacional, e indicadores ambientais obtidos a partir de dados
de mudanças de cobertura florestal (INPE, e construção própria) foram
analisadas dinâmicas populacionais e de cobertura da terra sobre regiões
com diferentes históricos de ocupação.

9. Metodologia proposta

10. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163
1. Definição da tipologia de ocupação
2. Classificação dos padrões de desmatamento
3. Definição das trajetórias e dos estágios de ocupação

11. • Tamanho da célula de análise (10km x 10km)
Saito (2010)
• Definição da tipologia
1. Definição da Tipologia de ocupação
1- Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163

12. Tipologia de
ocupação definida -
(GAVLAK et al., 2011)
Mapeamento dos
diferentes estágios de
ocupação da fronteira
no DFS/BR-163
Dados de desmatamento (PRODES) / Anos 1997 – 2000 – 2003 - 2007

13. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios de ocupação da
fronteira no DFS/BR-163
2. Classificação dos padrões de desmatamento
•Extração de atributos
•Treinamento
•Classificação
•Avaliação

14. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163
 Extração de atributos
MÉTRICAS DA PAISAGEM APLICADAS NA EXTRAÇÃO DOS
ATRIBUTOS
Métricas Descrição
Class Area (CA)
Calcula a área total das manchas de
desmatamento na célula de paisagem.
Percent LAND
(%LAND)
Calcula a porcentagem da área da célula
desmatada.
Patch Density (PD)
Número de manchas de desmatamento dentro das
células de paisagem por km².
Mean Patch Size (MPS)
Calcula a o tamanho médio das manchas de
desmatamento.
Landscape Shape Index
(LSI)
Calcula a complexidade das manchas de
desmatamento dentro das células baseado em
suas áreas e perímetros.
Mean Shape Index
(MSI)
Calcula a complexidade média dos padrões de
desmatamento dentro das células baseado em
suas áreas e perímetros.
Area Weighted Mean
Shape Index (AWMSI)
Calcula a complexidade média das manchas de
desmatamento ponderada pela sua própria área.
Mean Patch Fractal
Dimension(MPFD)
Calcula a complexidade média das manchas de
desmatamento usando logaritmos.

15. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios de ocupação da
fronteira no DFS/BR-163
2. Classificação dos padrões de desmatamento
•Extração de atributos
•Treinamento
•Classificação
•Avaliação

16. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163
3. Definição e identificação das trajetórias de ocupação
 Dados de desmatamento (PRODES) / Anos 1997 – 2000 – 2003 – 2007
• Conjunto de regras
Estágios de ocupação / DFS
Trajetórias de não-mudança
Trajetórias de
mudança
Difuso Consolidado Outros Expansão Consolidação
Baseado em Diniz (2002)

17. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163
3. Definição e identificação das trajetórias de ocupação
Trajetória de mudança

18. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163
3. Definição e identificação das trajetórias de ocupação
Trajetória de mudança

19. 1 -Mapeamento dos diferentes estágios da fronteira no
DFS/BR-163
3. Definição e identificação das trajetórias de ocupação
Trajetórias de não mudança

20. Metodologia proposta

21. 2 - Distribuição espacial da população e sua
caracterização sócio-demográfica
• Desagregação dos setores censitários
• Água e floresta (Restrição de células) – Método Dasimétrico
• Variáveis para indicar presença de população
• Relação entre as variáveis
• Redistribuição da população
População em CélulasLimites Poligonais
Modelo Superfície Adjacente
Redistribuição
Representação esquemática do procedimento para redistribuição da
população nos setores censitários.
Representação esquemática do procedimento para redistribuição da população nos setores censitários. Fonte: Amaral
(2003)

22. 2 - Distribuição espacial da população e sua
caracterização sócio-demográfica
O método é composto de três etapas básicas:
• (i) Eliminação das áreas de floresta e corpos d’água acima de 99%
• (ii) informações ambientais indicadoras de presença humana
• (iii) Redistribuição da população

23. Etapas do método híbrido proposto. Adaptado de Amaral (2003).
2 - Distribuição espacial da população e sua
caracterização sócio-demográfica

24. Método dasimétrico
•Dados do PRODES
•Classes :
•Desmatameto
•Água
•Floresta
• Exclusão de células com
mais de 99% de floresta,
água ou Floresta/Água e
que não possuem
localidades
• Células de 2 Km x 2 Km
2 - Distribuição espacial da população e sua
caracterização sócio-demográfica

25. – Distância a estradas;
– Distância a rios;
– Distância a localidades;
– Porcentagem de floresta;
– Distância a vertentes (Rennó et al, 2008)
2 - Distribuição espacial da população e sua
caracterização sócio-demográfica
• Contribuição relativa das variáveis preditoras

26. • Operadores para relacionar as variáveis indicadoras
Operador Expressão
Média
Ponderada*
Dvias*0, 0.375 + Drios*0.221+ Dlocal*0.304+ Pflor*0.069+ Dvert*0.03
valor potencial da ocorrência de
população para cada célula,
baseado nas variáveis definidas e
nas relações entre elas.
Ex.: Superfície potencial
gerada pela Média Simples
(GAVLAK, 2010)
* Razão de consistência de 0.083 – Método AHP
2 - Distribuição espacial da população e sua caracterização
sócio-demográfica

27. 0,9
0,5
Pop = 100
35,71
64,28









Igrid
igrid
ICTigrid
F
F
PP
• Onde:
• Pgridi é a população final da célula que será calculada,
•PCTI é a população do setor censitário I,
•Fgridi é o valor de possibilidade de ocorrência de população para a célula,
•FgridI é a somatória de todos os Fgridi do setor CTI, considerando apenas as células válidas.
2 - Distribuição espacial da população e sua caracterização sócio-
demográfica

28. • Trabalho de campo (DAL`ASTA et al., 2011)
– Avaliação das superfícies de distribuição populacional gerada pelos operadores fuzzy máximo,
mínimo, gama, média simples e média ponderada.
2 - Distribuição espacial da população e sua caracterização sócio-
demográfica
• Entrevistas
• Coleta de pontos das localidades

29. Abaixo se encontram listados os indicadores selecionados:
•Razão entre sexos;
•População urbana;
•População rural;
•Pirâmides Etárias.
2 - Distribuição espacial da população e sua caracterização sócio-
demográfica

30. Metodologia proposta

31. 3 - Mapeamento da vegetação secundária
• Mapeamento da cobertura da terra - (Almeida et al., 2009)
2000 -> Mapeamento
2008 -> Dado disponível pelo INPE/CRA
DINÂMICA DA
REGENERAÇÃO

32. 3 - Mapeamento da vegetação secundária
• 13 Cenas TM (Landsat5) e ETM+ (Landsat7) selecionadas
Órbita/Ponto Cena
226-65 L5TM 226/65-2000-06-26
226-66 L5TM 226/66-2000-07-28
227-62 L5TM 227/62-1999-07-27
227-63 L7ETM 227/63-2001-07-30
227-64 L5TM 227/64-2000-08-20
227-65 L7ETM 227/65-2001-07-14
227-66 L5TM 227/66-2000-06-01
228-62 L5TM 228/62-2000-08-11
228-63 L5TM 228/63-1999-08-09
228-64 L5TM 228/64-2000-07-10
228-65 L5TM 228/65-2000-06-08
229-63 L5TM 229/63-1999-07-15
229-64 L5TM 229/64-1999-08-16

33. 3 - Mapeamento da vegetação secundária
• Mapeamento da vegetação secundária- (Almeida et al., 2009)

34. • Mapeamento da cobertura da terra - (Almeida et al., 2009)
2000 -> Mapeamento
2008 -> Dado disponível pelo INPE/CRA
3 - Mapeamento da vegetação secundária

35. • 42 pontos selecionados => 32 encontrados
• + 218 pontos de VS verificados
3 - Mapeamento da vegetação secundária
- Trabalho de campo (DAL`ASTA et al., 2011)

36. Metodologia proposta

37. 2 km
Dados de padrões de desmatamento -> de 10 km
para 2km
4 - Integração em modelo celular para análise sócio-
ambiental
10 km

38. Integração dos indicadores no espaço celular em células de tamanho
2X2 km:
4 - Integração em modelo celular para análise sócio-
ambiental

39. Integração dos indicadores no espaço celular em células de tamanho
2X2 km:
4 - Integração em modelo celular para análise sócio-
ambiental

40. INDICADOR ANOS DE REFERÊNCIA
População total
2000 e 2007
População masculina e feminina até 60 anos, estratificada por faixa etária
Crescimento populacional
Razão entre sexos
População urbana/rural
Padrão de desmatamento 1997, 2000, 2003, 2007
Trajetórias de ocupação da fronteira agropecuária 2007
Vegetação secundária 2000 e 2008
4 - Integração em modelo celular para análise sócio-
ambiental

41. 4 - Resultados
Árvore de decisão gerada pelo GeoDMA
Padrões e trajetórias de ocupação

42. 4 - Resultados
AVALIAÇÃO - > Matriz de confusão entre as amostras e a classificação final
Padrões Bidir. Difuso Geomét. Multidir. Consolida. Linear
Acerto
%
Bidirecional 47 1 1 0 0 0 96
Difuso 0 191 0 4 0 0 98
Geométrico 0 1 107 0 0 0 99
Multidirecional 2 0 3 125 3 0 94
Consolidado 0 0 1 1 110 0 98,2
Linear 0 2 2 0 0 31 88,5
Total 632 96,6
Erro 21 3,4
Avaliação dos mapas de padrões de ocupação
Exatidão Total Kappa
1997 0,84 0,81
2000 0,88 0,85
2003 0,82 0,78
2007 0,86 0,82

43. Padrões de ocupação - 1997
RESULTADOS

44. Padrões de ocupação - 2000
RESULTADOS

45. Padrões de ocupação -2003
RESULTADOS

46. Padrões de ocupação - 2007
RESULTADOS

48. Trajetórias de ocupação
13
33
4
36
14
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
Células(%)
Trajetórias de evolução da fronteira (%)

49. 4 - Resultados

50. 0
2000
4000
6000
8000
Consolidação Expansão Consolidado Difuso Outros
ÁreaDesmatada(Km²)
Evolução do desmatamento no DFS/BR-163
2000
2008
4 - Resultados

51. 4 - Resultados
Redistribuição espacial da população e dos indicadores demográficos
Valores das variáveis indicativas para inferência fuzzy
Variável Valor f(z) alfa beta
Distância a estradas
≤ 900 1
1.98E-08 900= 9702 0.5
> 20000 0
Distância a
comunidades
≤ 2000 1
1.28E-09 2000= 30000 0.5
> 100000 0
Distância a rios
≤ 900 1
5.95E-08 900= 7686 0.5
> 20000 0
Porcentagem de floresta
≤ 0.3 1
2.50E+01 0.3= 0.5 0.5
> 0.99 0
Distância a vertentes
≥ 1000 1
4.00E-06 1000= 500 0.5
> 200 0

52. 4 - Resultados
Funções de
pertinência fuzzy
para redistribuição
espacial de
população

53. 4 - Resultados
Diferença de 5% entre o valor de população interpolado, e o valor obtido em campo

54. População residente total de municípios do DFS em 2000 (IBGE, 2001), 2007 (IBGE, 2008) e 2010 (IBGE,
2011), e os resultados a partir de superfícies de densidade para as células dos municípios contidos nos limites
físicos do DFS
Local
Município
2000
Município
2007
Município
2010
Células
DFS
2000
Células
DFS
2007
Crescimento
populacional
dentro do DFS
(%)
Brasil
~170
milhões
~184
milhões
~191
milhões
- - -
Pará 6.192.307 7.065.573 7.558.078 - - -
Altamira 77.439 92.105 105.030 3.286 5.548 68,87
Aveiro 15.518 18.830 15.767 11.954 17.238 44,19
Belterra 14.594 12.707 16.324 14.573 12.707 -12,80
Itaituba 94.750 118.194 97.343 95.653 117.450 22,79
Jacareacanga 24.024 37.073 14.040 12.919 19.515 51,06
Juruti 31.198 33.775 47.123 28.980 33.909 17,00
Novo Progresso 24.948 21.598 25.106 24.666 21.583 -12,50
Óbidos 46.490 46.793 49.254 2.919 1.291 -55,77
Placas 13.394 17.898 23.930 5.170 7.200 39,28
Prainha 27.301 26.436 29.265 1.404 2.640 88,11
Rurópolis 24.660 32.950 40.068 26.011 32.950 26,68
Santarém 262.538 274.285 294.774 233.057 242.380 4,00
Trairão 14.042 16.097 16.885 14.042 16.097 14,36
TOTAL 565.907 641.737 774.909 476.656 532.457 11,71
4 - Resultados

55. 4 - Resultados

56. 4 - Resultados
Dinâmica da vegetação secundária

57. Dinâmica da vegetação secundária e verificação de campo
4 - Resultados

58. • Dinâmica populacional entre 2000 e 2007 de acordo com padrões e trajetórias de ocupação
4 - Resultados

59. • Dinâmica populacional entre 2000 e 2007 de acordo com padrões e trajetórias de ocupação
4 - Resultados
Urbana
2000
Urbana
2007
Rural 2000 Rural 2007
Consolidação 26969 29909 65134 57046
Consolidado 177537 228824 55315 46689
Outros 38490 54300 76643 67054
Difuso 0 0 26295 17002
Expansão 0 0 11157 9929
0
50000
100000
150000
200000
250000
População Dinâmica População Urbana x Rural

60. • Dinâmica populacional entre 2000 e 2007 de acordo com padrões e trajetórias de ocupação
4 - Resultados
1.29
1.53
1.18
1.11
1.01
1.37 1.33
1.20
1.08
1.00
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
Difuso Expansão Consolidação Outro Consolidado
Razão entre sexos
2000
2007

61. • Pirâmides etárias
4 - Resultados

62. 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Consolidação Consolidado Difuso Expansão Outros
Área(Km²)
Área de vegetação secundária (Km²)
2000
2008
4 - Resultados

63. 4 - Resultados
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Consolidação Expansão Consolidado Difuso Outros
Razão entre vegetação secundária e desmatamento
2000
2008

64. Dinâmica dos indicadores sócio-ambientais, em porcentagem de variação
Estágio
Área de
Desmatamento
2000 a 2007
Área de
VS
2000-2008
Proporção de VS/área
desmatada 2000-2008
População
2000 a 2007
População
Urbana
2000 a 2007
População
Rural
2000 a 2007
Razão
entre sexos
2000 a 2007
Consolidação 64,45 -32,40 -58,89 2,19 10,90 -1,42 1,88
Consolidado 4,23 -37,86 -40,38 18,32 28,89 -7,69 -1,22
Expansão 444,13 65,63 -69,56 -3,68 - -15,60 -12,95
Difuso 87,81 7,55 -42,73 -8,44 - -8,44 5,86
Outros 33,70 -25,57 -44,33 9,17 42,74 -3,68 -2,27
4 - Resultados

65. Caracterização geral dos estágios de ocupação
Trajetórias Características
Consolidação
 Elevado desmatamento
 Redução de vegetação secundária
 Redução da proporção de vegetação secundária nas áreas desmatadas
 Aumento de população total
 Redução da população rural
 Aumento da razão entre sexos
 Pirâmide etária de base larga
Consolidado
 Baixo desmatamento
 Intensa redução da vegetação secundária
 Redução da proporção de vegetação secundária nas áreas desmatadas
 Aumento de população urbana
 Redução da população rural
 Redução da razão entre sexos
 Pirâmide etária de base larga
Expansão
 Elevado desmatamento
 Aumento da área de vegetação secundária devido ao aumento da área desmatada
 Redução da proporção de vegetação secundária nas áreas desmatadas
 Redução da população
 Ausência de população urbana
 Redução da razão entre sexos
 Pirâmide etária com base estreita sendo a maioria da população masculina
Difuso
 Pequena área de desmatamento
 Aumento da área de vegetação secundária
 Redução da área de vegetação secundária nas áreas desmatadas
 Redução da população total
 Ausência de população urbana
 Aumento na razão entre sexos
 Pirâmide etária com base estreita sendo a grande maioria da população masculina

66. 5- Conclusões
=> Diniz (2002) foi útil para auxiliar na caracterização dos estágios da
fronteira no DFS baseado no desmatamento, dinâmica populacional e
na vegetação secundária.
Possível agregar conhecimento aos dados obtidos por
sensoriamento remoto, principalmente no que se refere ao arranjo
espacial da ocupação humana e sua evolução ao longo do tempo.

67. • As superfícies de densidade populacional consideram apenas o
território a ser potencialmente ocupado, não alocando
população onde não existe possibilidade de presença humana
• Espaços celulares para a desagregação de dados censitários,
análise dos padrões de desmatamento e integração de dados
numa mesma base territorial => Avanço metodológico
– permitiu uma análise descontínua dos fenômenos geográficos presentes no
DFS e também em diferentes escalas, possibilitando identificar padrões
espaço-temporais de comportamento.
– população representada em espaços celulares possibilitou o
monitoramento da população ao longo do tempo, inclusive onde
ocorreram mudanças nos limites dos setores censitários
5- Conclusões

68. • O DFS apresenta diferentes processos de ocupação => Este trabalho trouxe, através
de um viés demográfico e ambiental, um diagnóstico de como as ações humanas
de apropriação do espaço se deram no período analisado.
5- Conclusões
• Os dados gerados por sensoriamento remoto, aliados aos dados demográficos do
IBGE se mostraram eficientes para a caracterização dos estágios de ocupação da
fronteira agropecuária no DFS, pois muitos dos resultados alcançados estão de
acordo com as referências bibliográficas sobre o tema e também são consistentes
com os processos de ocupação existentes no DFS observados em campo.

69. Entender e localizar nas regiões do DFS áreas com especificidades e
diferentes estágios de ocupação podem permitir uma melhor gestão do
território considerando necessidades humanas e ambientais com base
nas diferenças regionais, e assim contribuir para as estratégias de
conservação integradas e que também priorizem a melhoria das
condições de vida das populações locais.
5- Conclusões

70. PADRÕES DE MUDANÇA DE COBERTURA DA TERRA E DINÂMICA
POPULACIONAL NO DISTRITO FLORESTAL SUSTENTÁVEL DA BR-163:
POPULAÇÃO, ESPAÇO E AMBIENTE
André Augusto Gavlak
gavlak@dpi.inpe.br
São José dos Campos
2011
OBRIGADO!