Luzes Noturnas na Amaznia brasileira Anlise exploratria dos

Luzes Noturnas na Amazônia brasileira: Análise exploratória dos regimes espaciais de ocupação e luzes noturnas Gabriel da Rocha Bragion Disciplina: Análise Espacial de Dados Geográficos São José dos Campos 18/12/2018

Contextualização Ø Luz à noite mais evidentes emergem das atividades humanas; Ø Vantagem: representam espacialmente uma variedade de informações sobre atividades humanas, quando comparado aos tradicionais dados estatísticos e dados de sensoriamento remoto visível e do infravermelho próximo

Objetivo - Autocorrelação espacial entre variáveis derivadas de luzes noturnas e fatores que já foram demonstrados pela literatura como potenciais preditores desses dados; - Identificar o grau de associação entre essas variáveis; - Identificar drivers de autocorrelação espacial negativa e positiva; - Explorar o efeito da escala nessas análises;

Área de estudos <2 ηW/cm². sr. µm >30 8, 7 milhões habitantes (IBGE, 2018) 1. 248 milhões km² 7º maior estado brasileiro.

Métodos Dados de luzes noturnas: NOAA (National Center for Environmental Info. ) Variável Horário de passagem SNPP-VIIRS ~01 h: 30 min Quantização 14 bit Sensib. Min 2 E-11 W/cm²/sr/µm Resolução espacial (450 m)

Métodos Disponibilidade dos dados CENSO 2010 (IBGE) OLS 1992 2010 Composições anuais OLS Operação VIIRS 2012 2015

Métodos Variação interanual de dados de LN Dezembro Outubro Set.

Métodos Variação interanual de dados de LN Dezembro Outubro Set.

Métodos Observações livres de nuvens Observações 30 0 Composição mensal de LNs

Métodos Composição anual VIIRS Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Observações livres de nuvens

Métodos Composição anual VIIRS Abr. Jun. Mai. Ago. Set. Jul. Out. Nov. Dez. Observações livres de nuvens selecionadas

Métodos Imagem selecionadas Jun Média aritmética Comp. Anual 2015 . Jun Ago. . Comp. Anual 2012 Ago. Set. Out. VIIRS Filtragem (Wu et al. , 2012) VIIRS - filtrado Produto final VIIRS

Métodos VIIRS – Composição mensal (Set. ) Fonte: Autoria própria. VIIRS - Composição anual média gerada

Métodos CNEFE (2010) Densidade de vias (2010) VIIRS (2012)

Métodos Municípios Setores censitários Associação por tipo de setor Porcentagem de cada tipo de setor (exceto rural)

Métodos Variável Regressão Linear Global ������ = �� 0 + �� 1 Dnl�� + ���� - ������ : total da população; - �� 0 é o coeficiente linear; - �� 1 é o coeficiente angular; - Dnl�� é a soma das respectivas derivadas de luzes noturnas (SVP e CPV) Dados de luzes noturnas

Local Indicator of Spatial Association (LISA) • Bivariate LISA (Local Moran Index) Low increase of baixo valor em urban land in a unity uma unidade e with high increase of alto valor activity in itsmédio em sua viznhança neighbours. Low increase of baixo valor em urban land in a unity uma unidade e with low increase of baixo valor médio activity in its em sua viznhança neighbours. altovalorem em uma Alto uma unidadecomparada e alto unidade com a media valor médiodos em valores vizinhos sua viznhança High of uma Altoincrease valor em Alto valor em uma urban land in a unity unidade e baixo with low increase comparada comofa activitymédio its em valor mediaindos valores neighbours. sua viznhança vizinhos

Métodos Qual escala? Que vizinhança? 3ª ordem 1ª ordem 2ª ordem Índice Global de Moran (Univariado e Bivariado)

Resultados e discussão Célula 96 48 24 12 6 3 R² Vias Residências 0. 06898 0. 8216 0. 7635 0. 7677 0. 7493 0. 7944 0. 7167 Tabela. Coeficiente de determinação de Pearson (R²), α=0. 05, (-) não significativo. Associação Escala ? - Padrões meso- e macroescalares - Autocorrelação espacial

Resultados e discussão

Resultados e discussão Escalas maiores têm maior autocorrelação espacial (IGu e IGb)

Resultados e discussão 3ª ordem 1ª ordem 2ª ordem

Resultados e discussão 3ª ordem 1ª ordem 2ª ordem

Resultados e discussão 3ª ordem 1ª ordem 2ª ordem Maior autocorrelação espacial (IGu e IGb) a vizinhos imediatos

Resultados e discussão Associação Escala ? Escalas maiores têm maior autocorrelação espacial (IGu e IGb) - Padrões meso- e macroescalares - Autocorrelação espacial Maior autocorrelação espacial (IGu e IGb) a vizinhos imediatos

Resultados e discussão Associação Escala ? Escalas maiores têm maior autocorrelação espacial (IGu e IGb) - Padrões meso- e macroescalares - Autocorrelação espacial Maior autocorrelação espacial (IGu e IGb) a vizinhos imediatos

Resultados e discussão

3 km

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não signiticativo

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não signiticativo

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) High-High 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não signiticativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) High-High 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não signiticativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) High-Low 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não signiticativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) Núcleos de luzes com baixa média de residências no entorno HH LL LH HL Não signiticativo

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) High-Low 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não signiticativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) Carajás Serra Norte HH LL LH HL Não signiticativo Área de atividade de mineração

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) Mina do projeto de Ferro S 11 D Acampamentos Mina de cobre do Sossêgo HH LL LH HL Não signiticativo Área de atividade de mineração

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) Chácaras, clubes e balneários 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) Santarém Mina do projeto de Ferro S 11 D Mujuí dos Campos HH LL LH HL Não signiticativo Área de agricultura intensiva

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) Mina do projeto de Ferro S 11 DBarcarena Área de mineração de alumínio HH LL LH HL Não signiticativo

6 k 6 km

Resultados e discussão High-High LISA univariado (Radiância total) 6 x 6 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Núcleos urbanos e rurais a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) Low-High 6 x 6 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Área de transição entre urbano e rural - Aglomerados rurais isolados (próx. urb. ) a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) High-Low 6 x 6 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Aglomerados isolados afastados de áreas urbanas - Áreas urbanas isoladas (pequenas cidades) a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) High-High 6 x 6 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) Low-High 3 x 3 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Área de transição entre urbano e rural - Aglomerados rurais isolados (próx. urb. ) a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x Residência) Low-High 6 x 6 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo a. b. c. - Mais regiões com empreendimentos minerários d. e. - Núcleos e povoados rurais na região nordeste f. - Área de agricultura intensiva não são evidenciadas g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

12 k 12 km

Resultados e discussão High-High LISA univariado (Radiância total) 12 x 12 km (pseudo p < 0. 001) RMB Altamira Paragominas Tucuruí/Beu Branco Marabá Paraupebas HH LL LH HL Não significativo - Apenas grandes núcleos urbanos a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) Low-High 12 x 12 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Transições entre área urbanizada e aglomerados rurais (povoado) a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA univariado (Radiância total) High-Low 12 x 12 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Aglomerados rurais isolados e áreas urbanizadas menores (núcleo) a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x residências) High-High 12 x 12 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Refere-se apenas a RMB a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x residências) High-High 12 x 12 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo - Áreas urbanizadas - Aglomerados rurais isolados e de extensão urbana - Área não urbanizada - Células HL contíguas são áreas de atividades minerarias a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

24 km

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância tota x Residênciasl) High-High 24 x 24 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo Células ainda representas os maiores centros urbanos a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão Low-High LISA univariado (Radiância total) 24 x 24 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo Não foram identificados aspectos terrestres que justifiquem a presença dos outliers a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão High-Low LISA univariado (Radiância total) 24 x 24 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo Não foram identificados aspectos terrestres que justifiquem a presença dos outliers a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado univariado(Radiânciatotal) x residencias) High-High 24 x 24 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado univariado(Radiânciatotal) x residencias) Low-High 24 x 24 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Resultados e discussão LISA bivariado (Radiância total x residencias) High-Low 24 x 24 km (pseudo p < 0. 001) HH LL LH HL Não significativo Pequenos núcleos populacionais (sedes administrativas) a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

96 km 48 km

Resultados e discussão Univariado (radiância total) 48 x 48 km Evidenciam a RMB (HH) e Arredores (LH) HH LL LH HL Não significativo 96 x 96 km Bivariado (radiância total x Residências)

Resultados e discussão Univariado (radiância total) 48 x 48 km Evidenciam a RMB (HH) e Arredores (LH) HH LL LH HL Não significativo 96 x 96 km Bivariado (radiância total x Residências)

Garimpo Resultados e discussão Univariado (radiância total) Pista de pouso HH LL LH HL Não significativo Vazio demográfico a. b. c. d. e. f. g. Área urbanizada de cidade ou vila Aglomerado rural isolado Aglomerado rural de extensão urbana Aglomerado rural isolado - povoado Aglomerado rural isolado – núcleo Área não urbanizada de cidade ou vila Área urbanizada isolada

Conclusões - Luzes noturnas são autocorrelacionados espacialmente não apenas devido à aspectos ópticos; - A autocorrelação das luzes noturnas e densidade de vias é diretamente associa à escala de análise; - Regimes espacias (HH, LH, HL, LL) são representados por diferentes drivers de acordo com a escala de análise; - A utilização de dados de luzes noturnas associada à densidade de residências permite identificar aspectos diferentes da associação sobre os artefatos na Amazônia brasileira.

Obrigado!