Spatio-temporal dynamics of land use and occupation in the southern region of balsas, Maranhão, Brazil
DOI:
https://doi.org/10.5902/2236499489115Keywords:
MATOPIBA region, Supervised classification, Remote sensingAbstract
In the Cerrado biome lies the main agricultural frontier of Brazil today, known as the MATOPIBA region, which includes parts of the states of Maranhão, Tocantins, Piauí, and Bahia. In Maranhão, the municipality of Balsas is the state’s largest agricultural producer. Thus, the aim of this study was to analyze the spatio-temporal dynamics of land use and occupation changes in the southern region of the municipality of Balsas - MA, using orbital remote sensing and spatial analysis in the years 2013 and 2023. Remote sensing tools were used, including the Semi-Automatic Classification Plugin for preprocessing and supervised classification and AcATaMA for classification accuracy assessment. Landsat-8 satellite images and polygon editing tools in QGIS 3.26.2 software were used for the classification. The analysis showed satisfactory global accuracy levels for the years 2013 and 2023. The areas of the “Dense Forest” and “Sparse Forest” classes increased by 0.24%, while the “Non-Forest Area” class decreased by 37%. Notably, areas designated for agriculture and livestock showed significant growth of 47.1%. According to the image analyses for the years 2013 and 2023, there was an expansion of the “Agricultural Area” class and a reduction in the “Non-Forest Area” class, indicating an increase in agricultural activities in the municipality of Balsas.
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References
AcATaMa. (2023) SMByC, Disponível em: <https://smbyc.github.io/AcATaMa/>. Acesso em: 08 nov. 2023
ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P.C.; MORAES, G. J. L.; SPAROVEK, G. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711–728, 2013. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507 DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507
ARAÚJO, M.; SANO, E.; BOLFE, É.; SANTOS, J.; SANTOS, J.; SILVA, F. Spatiotemporal dynamics of soybean crop in the Matopiba region, Brazil (1990–2015). Land Use Policy, v. 80, p. 57-67, 2019. http://dx.doi.org/10.1016/j.landusepol.2018.09.040 DOI: https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2018.09.040
BARROS, E. O.; PAMBOUKIAN, S. V. D. Análise do desastre em Mariana através da classificação supervisionada de imagens de sensoriamento remoto. Revista Mackenzie de Engenharia e Computação, v. 17, n. 1, p. 8-26, 2018. Disponível em: https://editorarevistas.mackenzie.br/index.php/rmec/article/view/10513. Acesso em: 21 fev.2024
BRASIL - Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI). Quarta Comunicação Nacional do Brasil à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima. 2020. Disponível em: <https://repositorio.mcti.gov.br/handle/mctic/4782 >. Acesso em 05 mar.2024
CARREIRA, I.; COSTA, F.; PESSOA, J. P. The deforestation effects of trade and agricultural productivity in Brazil. Journal of Development Economics, v. 167, p. 103217, 2024. https://doi.org/10.1016/j.jdeveco.2023.103217 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jdeveco.2023.103217
CASTILLO, R.; BOTELHO, A. C.; BUSCA, M. D. Agronegócio globalizado no MATOPIBA maranhense: análise da especialização regional produtiva da soja. Espaço e Economia, v. 21, 2021. https://doi.org/10.4000/espacoeconomia.19325 DOI: https://doi.org/10.4000/espacoeconomia.19325
CONGEDO, L. Semi-Automatic Classification Plugin Documentation. Release, v. 6, n. 4. p. 243, 2020. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.29474.02242/1 DOI: https://doi.org/10.21105/joss.03172
CONGEDO, L. Semi-Automatic Classification Plugin: A Python tool for the download and processing of remote sensing images in QGIS. Journal of Open Source Software, v. 6, n. 64, p. 3172, 2021. https://doi.org/10.21105/joss.03172 DOI: https://doi.org/10.21105/joss.03172
CORRÊA, W.; CARVALHO, M. W. L.; MENDES, T. J. Atualização da classificação climática e balanço hídrico climatológico no estado do Maranhão. Revista Brasileira De Climatologia, v. 32, n. 19, p. 517–543. https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16727 DOI: https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16727
COSTA, L. C. S.; MANESCHY, R. Q.; CANTO, L. O. O processo de expansão urbana e seu impacto na cobertura vegetal de Macapá. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 15, n. 02, p. 694-709, 2022. https://doi.org/10.26848/rbgf.v15.2.p694-709 DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v15.2.p694-709
CUNHA, R. C. C.; ESPÍNDOLA, C. J. Da pecuária à soja: uma leitura de Balsas (MA) – Brasil. Espaço & Geografia, v. 22, n. 1, p. 118, 2019. https://doi.org/10.26512/2236-56562019e40156 DOI: https://doi.org/10.26512/2236-56562019e40156
ELAMIN, A.; EL-RABBANY, A. UAV-based multi-sensor data fusion for urban land cover mapping using a deep convolutional neural network. Remote Sensing, v. 14, n. 17, p. 4298, 2022. https://doi.org/10.3390/rs14174298 DOI: https://doi.org/10.3390/rs14174298
FEITOSA, M. M.; SOUSA, E. C.; NASCIMENTO, L.; LEMOS, J. J. S. A soja no estado do Maranhão, Brasil: uma análise temporal da expansão e substituição das culturas alimentares. Geografares, v. 3, n. 37, p. 114–131, 2023. https://doi.org/10.47456/geo.v3i37.40394 DOI: https://doi.org/10.47456/geo.v3i37.40394
FITZPATRICK-LINS, K. Comparison of sampling procedures and data analysis for a landuse and land-cover map. Photogrammetric Engineering e Remote Sensing, v. 3, n. 47, p. 343-351, 1981.
GARCIA, I. M. W.; GOUVEIA, N. A.; MELO JUNIOR, D. R.; GONÇALVES, C. S.; RABELO, F. G.; PARISE, F. J. O. Avaliação do uso e cobertura do solo e seus impactos na região sul de Macapá, Amapá, Brasil entre 1985 e 2022. Revista Brasileira De Geografia Física, v. 16, n. 4, p. 2171–2183, 2023. Disponível em: https://periodicos.ufpe.br/revistas/index.php/rbgfe/article/view/257538/44291. Acesso em: 10 abr. 2024
HIDASI-NETO, J.; GOMES, N. M. A.; PINTO, N. S. Cerrado native vegetation is a refuge for birds under the current climate change trajectory. Austral Ecology, v.47, n. 8, p. 622-1635, 2022. https://doi.org/10.1111/aec.13242 DOI: https://doi.org/10.1111/aec.13242
IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (2022). Produção Agrícola – Lavouras Temporárias – Balsas. Disponível em: <https://cidades.ibge.gov.br/brasil/ma/balsas/pesquisa/14/10193>. Acesso em: 06 dez. 2023.
IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Pesquisa da Pecuária Municipal, 2022. Disponível em: <https://sidra.ibge.gov.br/tabela/3939>. Acesso em: 07 dez. 2023.
LEWIN, T.; SHIMABUKURO, Y. E.; JURAS, R. C.; RENNÓ, C. D.** Auxiliary datasets improve accuracy of object-based land use/land cover classification in heterogeneous savanna landscapes. Remote Sensing of Environment, v. 227, p. 294-307, 2019. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.016
LIMA, W. A.; NEVES, B. R. C.; SANTOS, F. C.; NASCIMENTO, A. S. O maranhão através dos mapas. Revista Contemporânea, v. 1, n. 1, 2019. Disponível em: https://periodicos.unifesspa.edu.br/index.php/contemporanea/article/view/344/75. Acesso em: 17 fev. 2024.
LUZ, N. B.; MARAN, J. C.; ROSOT, M. A. D.; GARRASTAZU, M. C.; FRANCISCON, L.; OLIVEIRA, Y. M. M.; FREITAS, J. V. Manual de análise de paisagem: volume 2: procedimentos para a execução do controle de qualidade do mapeamento de uso e cobertura da terra. v. 2. Colombo: Embrapa Florestas, p.37, 2018. Disponível em: http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/handle/item/221 . Acesso em: 11 mar. 2024.
MAGALHÃES, I. A. L.; THIAGO, C. R. L.; SANTOS, A. R. Identificação de Fragmentos Florestais Potencias para a delimitação de Corredores Ecológicos na bacia hidrográfica do Rio Itapemirim, ES por meio técnicas de Sensoriamento Remoto. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 13, n. 2, p. 595–612, 2020. https://doi.org/10.26848/rbgf.v13.2.p595-612 DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v13.2.p595-612
MAPBIOMAS – Coleção 8.0 da Série Anual de Mapas de Cobertura e Uso da Terra do Brasil. 2023. Disponível em: <https://plataforma.brasil.mapbiomas.org/cobertura>. Acesso em: 01 dez. 2023.
MAPBIOMAS - Mapeamento Anual de Cobertura e Uso da Terra no Brasil - Coleção 9. 2024. Disponível em: <https://plataforma.brasil.mapbiomas.org/>. Acesso em: 22 de agos. 2024
MAPBIOMAS - Relatório Anual do Desmatamento do Brasil em 2023. 2024. Disponível em: <https://alerta.mapbiomas.org/relatorio/>. Acesso: 29 de mai. 2024.
OLIVEIRA-JÚNIOR, J.; SHAH, M.; ABBAS, A.; FILHO, W.; JUNIOR, C.; SANTIAGO, D.; TEODORO, P.; MENDES, D.; SOUZA, A.; AVIV-SHARON, E.; SILVEIRA, V.; PIMENTEL, L.; SILVA, E.; HAQ, M.; KHAN, I.; MOHAMED, A.; ATTIA, E. Spatiotemporal Analysis of Fire Foci and Environmental Degradation in the Biomes of Northeastern Brazil. Sustainability, v. 14, n. 11, 2022. https://doi.org/10.3390/su14116935 DOI: https://doi.org/10.3390/su14116935
PÁDUA, J. A. Pensar a história em territórios cheios: a importância do conceito de biomas brasileiros. Estudos Históricos, v. 36, p. 542-556, 2023. https://doi.org/10.1590/S2178-149420230310 DOI: https://doi.org/10.1590/s2178-149420230310
PARENTE, L.; NOGUEIRA, S.; BAUMANN, L.; ALMEIDA, C.; MAURANO, L.; AFFONSO, A. G.; FERREIRA, L. Quality assessment of the PRODES Cerrado deforestation data. Remote Sensing Applications: Society and Environment, v. 21, 2021. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2020.100444 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsase.2020.100444
PATEL, A.; VYAS, D.; CHAUDHARI, N.; PATEL, R.; PATEL, K.; MEHTA, D. Novel approach for the LULC change detection using GIS & Google Earth Engine through spatiotemporal analysis to evaluate the urbanization growth of Ahmedabad city. Results in Engineering, v. 21, 2024. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.101788 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.101788
PENG, M.; LIU, Y.; KHAN, A.; AHMED, B.; SARKER, S. K.; GHADI, Y. Y.; BHATTI, U. A.; AL-RAZGAN, M.; ALI, Y. A. Crop monitoring using remote sensing land use and land change data: Comparative analysis of deep learning methods using pre-trained CNN models. Big Data Research, v. 36, 2024. https://doi.org/10.1016/j.bdr.2024.100448 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bdr.2024.100448
PEREIRA, O.; FERREIRA, L.; PINTO, F.; BAUMGARTEN, L. Assessing Pasture Degradation in the Brazilian Cerrado Based on the Analysis of
MODIS NDVI Time-Series. Remote Sens, v. 10, p. 1761, 2018. https://doi.org/10.3390/rs10111761 DOI: https://doi.org/10.3390/rs10111761
REGO, N. G.; ARAÚJO, D. P.; SOUSA NETO, J. V. Aplicação de modelo estatístico para estimativa da produção de soja na região de Balsas-MA. Revista Científica, v. 1, n. 1, 2020. https://doi.org/10.46761/unibalsas.v11i01.1 DOI: https://doi.org/10.46761/unibalsas.v11i01.1
REIS, T. N. P.; LIMA, M. G. B.; LOPES, G. R.; MEYFROIDT, P. Not all supply chains are created equal: The linkages between soy local trade relations and development outcomes in Brazil. World Development, v. 175, p. 10675, 2024. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2023.106475 DOI: https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2023.106475
RIBEIRO, J. F.; WALTER, B. M. T. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F (eds). Cerrado: ecologia e flora. Brasília: Embrapa informações tecnológicas, 2008. p. 152-212. Disponível em: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/136069/1/fitofisionomias-do-Bioma-Cerrado-2.pdf. Acesso em: 12 abr. 2024
ROCHA, M. I. S.; NASCIMENTO, D. T. F. Distribuição espaço-temporal das queimadas no bioma Cerrado (1999/2018) e sua ocorrência conforme os diferentes tipos de cobertura e uso do solo. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 14, n. 3, p. 1220-1235, 2021. https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.3.p1220-1235 DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.3.p1220-1235
RODRIGUES, A. A.; MACEDO, M. N.; SILVÉRIO, D. V.; MARACAHIPES, L.; COE, M. T.; BRANDO, P. M.; SHIMBO J. Z.; RAJÃO, R.; SOARES-
FILHO, B.; BUSTAMANTE, M. M. C. Cerrado deforestation threatens regional climate and water availability for agriculture and ecosystems. Global Change Biology, v. 28, n. 22, p. 6807-6822, 2022. https://doi.org/10.1111/gcb.16386 DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.16386
SANO, E. E.; RODRIGUES, A. A.; MARTINS, E. S.; BETTIOL, G. M.; BUSTAMANTE, M. M. C.; BEZERRA, A. S.; COUTO, A. F.; VASCONCELOS, V.;
SCHÜLER, J.; BOLFE, E. L. Cerrado ecoregions: A spatial framework to assess and prioritize Brazilian savanna environmental diversity for conservation. Journal of Environmental Management, v. 232, p. 818–828, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.11.108 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.11.108
SANTOS, A. G. B.; BEZERRA, A. C.; NASCIMENTO, A. H. C.; SOUZA, L. S. B.; SILVA, J. L. B.; ALBUQUERQUE MOURA, G. B. Caracterização morfométrica e uso e ocupação do solo em bacia hidrográfica do semiárido pernambucano. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 14, n. 2, p. 1036-1043, 2021. https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.2.p1036-1043 DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.2.p1036-1043
SCARAMUZZA, C. A. M.; SANO, E. E.; ADAMI, M.; BOLFE, E. L.; COUTINHO, A. C.; COUTINHO, A. C.; ESQUERDO, J. C. D. M.; MAURANO, L. E. P.; NARVAES, I. S.; FILHO, F. J. B. O.; ROSA, R.; SILVA, E. B.; VALERIANO, D. M.; VICTORIAS, D. C.; BAYMAN, A P.; OLIVEIRA, G. H.; BAYMA-
SILVA, G. Land-use and land-cover mapping of the brazilian cerrado based mainly on landsat-8 satellite images. Revista Brasileira de Cartografia, v. 6. n. 69, p. 1041-1051, 2017. https://doi.org/10.14393/rbcv69n6-44309 DOI: https://doi.org/10.14393/rbcv69n6-44309
SENSEMAN, G. M.; BAGLEY, CALVIN. F.; ATWEDDALE, S. Accuracy Assessment of the Discrete Classification of Remotely-Sensed Digital Data for Landcover Mapping. US Army Corps of Engineers, p.1-27, 1995.
SEVERO, S. J. F.; NAVAL, L. P. Soy water footprint and socioeconomic development: An analysis in the new agricultural expansion areas of the Brazilian cerrado (Brazilian savanna). Environmental Development, v. 42, 2022. https://doi.org/10.1016/j.envdev.2021.100670 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envdev.2021.100670
SILVA JUNIOR, C. H.; ALVARADO, S.; CELENTANO, D.; ROSSEAU, G. X.; HERNÁNDEZ, L. M.; FERRAZ, T. M.; SILVA, F. B.; MELO, M. H. F.;
RODRIGUES, T. C. S.; VIEGAS, J. C.; SOUZA, U. D. V.; SANTOS, A. L. S.; BEZERRA, D. Northeast Brazil’s imperiled Cerrado. Science, v. 372, p. 139-140, 2021. https://doi.org/10.1126/science.abg0556 DOI: https://doi.org/10.1126/science.abg0556
SILVA, P. S.; NOGUEIRA, J.; RODRIGUES, J. A.; SANTOS, F. L. M.; PEREIRA, J. M. C.; CAMARA, C. C.; DALDEGAN, G. A.; PEREIRA, A. A.; PERES, L. F.; SCHMIDT, I. B.; LIBONATI, R. Putting fire on the map of Brazilian savanna ecoregions. Journal of Environmental Management, v. 296, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113098 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113098
SIQUEIRA, P. P.; OLIVEIRA, P. T. S.; BRESSIANI, D.; MEIRA NETO, A. A.; RODRIGUES, D. B. B. Effects of climate and land cover changes on water availability in a Brazilian Cerrado basin. Journal of Hydrology: Regional Studies, v. 37, p. 100931, 2021. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2021.100931 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2021.100931
SOUZA, C. M., Jr.; SHIMBO, Z.; ROSA, M. R.; PARENTE, L. L.; ALENCAR, A.; RUDORFF, B. F. T.; HASENACK, H.; MATSUMOTO, M.; FERREIRA, L. G.; SOUZA-FILHO, P. W. M.; et al. Auxiliary datasets improve accuracy of object-based land use/land cover classification in heterogeneous savanna landscapes. Remote Sensing of Environment, v. 227, p. 294-307, 2019. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.016
VIEIRA, I. C. B.; RIBEIRO, E. A. W. Influência do uso e ocupação do solo na qualidade da água no rio Itajaí-Açu, Santa Catarina. Revista de Geografia, v. 38, 2021. https://doi.org/10.51359/2238-6211.2021.248822 DOI: https://doi.org/10.51359/2238-6211.2021.248822
WANG, G.; LI, Y.; FAN, L.; MA, X.; MAO, J. The response of soil organic carbon content of grasslands in Northern Xinjiang to future climate change. Physics and Chemistry of the Earth, v. 134, p. 103576, 2024. https://doi.org/10.1016/j.pce.2024.103576 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pce.2024.103576
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