Explicação dos conjuntos de dados de cobertura de árvores no Global Forest Watch

Jun 06, 2023||9 minutes
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Trees outside of dense forests in Ethiopia

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O surgimento de novos dados de observação da Terra melhorou radicalmente nossa capacidade de mapear a cobertura de árvores, enquanto métodos automatizados e custos de computação mais baixos aceleraram a produção de conjuntos de dados para informar nossa compreensão da distribuição global de árvores. O Global Forest Watch (GFW) oferece três conjuntos de dados de cobertura de árvores, incluindo os dados atualizados do Tropical Tree Cover (cobertura de árvores tropicais) do World Resources Institute (WRI), anteriormente chamado de Trees in Mosaic Landscapes (árvores em paisagens-mosaico).  

Esses conjuntos de dados variam em cobertura geográfica, temporal e resolução, como definem a cobertura de árvores e outras características que podem tornar cada um mais adequado para diferentes casos de uso. Aqui, explicamos essas diferenças e como todos os três conjuntos de dados fornecem informações valiosas sobre a extensão das florestas nos trópicos e ao redor do globo.  

Quais conjuntos de dados de cobertura de árvores estão disponíveis no GFW? 

Conjunto de dados

Fuente

Cobertura geográfica

Resolução espacial

Anos de cobertura

Variável

Definição de árvore 

Critérios de altura

Critérios de cobertura de dossel

Cobertura de dossel

Hansen et al., 2013

Global

30m

2000, 2010

Cobertura arbórea (%)

Toda a vegetação ≥5m de altura.

n/a

Altura da cobertura arbórea

Potapov et al., 2020

Global

30m

2000,  2020

Altura das árvores (m)

Vegetação lenhosa ≥3m de altura

20-25% 

Cobertura de árvores tropicais *

Brandt et al., 2023

Trópicos

10m

2020

Extensão das árvores 

Vegetação lenhosa de ≥5m de altura, ou ≥3m de altura com exigência de dossel.

A vegetação lenhosa de 3-5m  de altura deve ter um diâmetro de copa de ≥5m.

* Este conjunto de dados está disponível como extensão de árvore em resolução de 10 m ou porcentagem de cobertura de árvore em resolução de 0,5 ha.

Cobertura de dossel 

Em 2013, especialistas do Laboratório GLAD da Universidade de Maryland (UMD) publicaram o conjunto de dados cobertura de dossel que mapeia a cobertura das copas das árvores em todo o mundo com uma resolução de 30 metros e está disponível no GFW para os anos de 2000 e 2010. Este conjunto de dados foi um dos primeiros esforços para mapear a cobertura de árvores em escala global usando imagens de média resolução. Além disso, estabeleceu uma linha de base para os dados anuais de perda de cobertura arbórea. Esses conjuntos de dados serviram de base para o lançamento do Global Forest Watch em 2014.  

A camada cobertura de dossel estima a porcentagem de cobertura arbórea, que mede a densidade da cobertura de dossel com uma resolução de 30 metros. O conjunto de dados define árvores como toda a vegetação de pelo menos cinco metros de altura e é derivado de imagens Landsat. 

Altura da cobertura da arbórea 

Em 2021, especialistas do Laboratório GLAD da UMD publicaram o conjunto de dados Altura da cobertura arbórea que mapeia a cobertura das copas das árvores em todo o mundo com uma resolução de 30 metros e está disponível no GFW para os anos de 2000 e 2020. Este conjunto de dados permite uma melhor detecção do ganho de cobertura arbórea e serve como base para os dados de mudança líquida de 20 anos no GFW. Ao contrário da cobertura do dossel das árvores, que atinge seu máximo logo após o início do crescimento das árvores, a altura das árvores muda gradualmente e está linearmente relacionada à biomassa florestal e ao armazenamento de carbono.   

A camada altura da cobertura arbórea estima a altura da cobertura de dossel, que se refere à altura da copa das árvores em metros com uma resolução de 30 metros. O conjunto de dados define uma árvore como vegetação lenhosa de pelo menos três metros de altura e é derivado das medições LiDAR da Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) e imagens Landsat. Este conjunto de dados estima o percentil 95 da altura da cobertura de dossel e, consequentemente, representará os limites superiores de altura para pixels com cobertura de árvore fracionada ou pixels com altura variável da copa. 

Cobertura de árvores tropicais

Este ano, o WRI atualizou o conjunto de dados cobertura de árvores tropicais (agora disponível para download), que mapeia a cobertura arbórea nos trópicos em uma resolução de 10 metros e está disponível no GFW para o ano de 2020. Ao contrário dos outros conjuntos de dados, o conjunto de dados cobertura de árvores tropicais é baseado em imagens dos satélites Sentinel, que aumentaram a resolução dos dados de sensoriamento remoto disponíveis gratuitamente para 10 metros quando lançados em 2015. Este conjunto de dados capitalizou o avanço na resolução para melhorar a detecção de cobertura de árvores em áreas não florestais, especialmente em terras áridas, áreas urbanas e em terras de cultivo, e nossa capacidade de monitorar árvores em pequenas escalas espaciais (locais).

A cobertura de árvores tropicais estima a extensão das árvores, que se refere à probabilidade de que uma ou mais copas das árvores interceptem o ponto médio de um pixel de 10 metros (no GFW, exibimos os dados de extensão das árvores com um limite de probabilidade de 40%). A “cobertura percentual de árvores” é derivada da média das probabilidades de extensão das árvores em uma escala de meio hectare. Ambas as versões de 10 metros e 0.5 hectare do conjunto de dados cobertura de árvores tropicais estão disponíveis para os usuários no GFW. O conjunto de dados cobertura de árvores tropicais data define as árvores como vegetação lenhosa com mais de cinco metros de altura, ou entre três a cinco metros com um diâmetro mínimo de copa de cinco metros. Os dados são derivados das imagens do Sentinel 1 e do Sentinel 2. 

Como esses conjuntos de dados diferem e o que isso significa na prática? 

Diferenças na resolução espacial   

O conjunto de dados de cobertura de árvores tropicais tem uma resolução espacial maior a 10 metros, enquanto os conjuntos de dados de cobertura de dossel e altura da cobertura têm uma resolução de 30 metros. Com resolução de 30 metros, pode ser difícil diferenciar pequenos trechos de árvores, tornando o conjunto de dados cobertura de árvores tropicais mais apropriado para fazer o monitoramento em áreas com cobertura arbórea dispersa, incluindo regiões secas como o Sahel, perímetros florestais e zonas ribeirinhas, bem como árvores naturais em áreas agrícolas e urbanas. Essas diferenças na resolução resultarão em diferentes estimativas de cobertura arbórea em uma área de interesse, uma vez que as árvores não detectadas na resolução de 30 metros podem ser identificadas na resolução de 10 metros. 

Detecção de cobertura arbórea em resolução de 10 e 30 metros

Diferenças na cobertura temporal e geográfica

Uma diferença fundamental entre os três conjuntos de dados é sua disponibilidade anual e cobertura geográfica. O conjunto de dados de cobertura de dossel está disponível para os anos de 2000 e 2010. O conjunto de dados de altura da cobertura, originalmente produzido para o ano de 2019, agora está atualizado e disponível no GFW para os anos de 2000 e 2020. O conjunto de dados de cobertura de árvores tropicais está atualmente limitado ao ano de 2020. Dada a disponibilidade histórica mais longa do arquivo Landsat, os usuários podem querer priorizar o registro histórico (cobertura de dossel e altura da cobertura) sobre a resolução (cobertura de árvores tropicais).

Com relação ao escopo geográfico, o conjunto de dados cobertura de árvores tropicais cobre apenas os trópicos, enquanto os conjuntos de dados altura da cobertura e cobertura de dossel têm cobertura global. Portanto, os conjuntos de dados de altura da cobertura arbórea e cobertura de dossel devem ser usados para aplicações em florestas temperadas e boreais, enquanto o conjunto de dados de cobertura de árvores tropicais fornece uma visão de maior resolução em florestas tropicais. 

Diferenças nos dados sobre mudanças 

Os conjuntos de dados de cobertura de dossel e altura da cobertura arbórea são usados como base para os conjuntos de dados de mudanças florestais do GFW, pois estão disponíveis por vários anos. 

Os dados de cobertura de dossel para o ano 2000 podem ser usados como base para os dados anuais de perda de cobertura arbórea do GFW — a perda de cobertura arbórea é calculada para vários limiares de densidade de copa arbórea no ano 2000 para atender às definições de floresta que variam de acordo com a densidade da copa das árvores. O GFW apresenta estatísticas e mapas de perda de cobertura de árvores com base em uma densidade mínima de copa de 30% no ano 2000, mas os usuários podem modificar esse limite para melhor atender a seus interesses de monitoramento. Os dados de altura da cobertura arbórea servem como linha de base para o ganho de cobertura arbórea de 20 anos e conjuntos de dados de mudança líquida disponíveis no GFW.  

Atualmente, a cobertura de árvores tropicais é um mapa estático para 2020 e não pode ser usado para avaliar diretamente as mudanças, mas o WRI planeja lançar um produto anual de cobertura de árvores tropicais no GFW no futuro. 

Os usuários cujo interesse principal é medir a mudança da cobertura florestal devem usar o conjunto de dados de linha de base associado ao produto da mudança florestal relevante para evitar qualquer incompatibilidade nas definições e métodos.

Diferenças nas definições de árvore

Enquanto os conjuntos de dados de cobertura de dossel e altura da cobertura arbórea são baseados em critérios de altura mínima, o conjunto de dados de cobertura de árvores tropicais tem um requisito de altura variável de três a cinco metros com base no diâmetro da copa. Isso significa que o conjunto de dados de cobertura de árvores tropicais exclui vegetação herbácea alta, como cana-de-açúcar, bananas e cactos, que são consideradas árvores nos outros conjuntos de dados. 

Para usuários que estão medindo a cobertura arbórea em áreas com grande presença dessas culturas, a área detectada pelos três conjuntos de dados será muito diferente. É importante observar que os conjuntos de dados de cobertura de dossel e altura da cobertura arbórea não medem a área florestal usando os mesmos critérios dos Inventários Florestais Nacionais ou da Avaliação de Recursos Florestais (FRA) da Organização para Alimentação e Agricultura. Leia nosso blog para saber mais sobre como o FRA mede a floresta versus como o GFW mede a cobertura arbórea e sobre outras diferenças de propósito, escopo e abordagem entre esses conjuntos de dados. 

Qual conjunto de dados devo usar para minha aplicação específica? 

Como esses conjuntos de dados serão atualizados no futuro?

No futuro, a UMD publicará conjuntos de dados anuais integrados da estrutura da copa das árvores que permitirão aos usuários avaliar as mudanças anuais na altura e cobertura de dossel. 

O WRI está atualmente desenvolvendo dados anuais de cobertura de árvores tropicais para 2017-2022, que permitirão aos usuários analisar as mudanças na cobertura arbórea nos trópicos na escala de 10 metros. O WRI também está trabalhando em projetos-piloto adicionais para melhorar a detecção de cultivos de árvores e derivar estimativas de carbono para projetos de restauração de pequena escala. 

A composição, altura e densidade das florestas variam muito de um lugar para outro. Dependendo da área, período de análise e tipo de floresta específica, diferentes conjuntos de dados de cobertura arbórea podem ser mais adequados para atingir seu objetivo. Dados de sensoriamento remoto podem nos ajudar a monitorar uma variedade de atributos florestais usando novos avanços em tecnologia de satélite e metodologias de processamento. Isso resulta em uma variedade de conjuntos de dados que podem se complementar para informar nossa compreensão da distribuição global de árvores e fornecer oportunidades únicas para apoiar a restauração e o monitoramento do desmatamento.  

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