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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37337
Tipo: Tese
Título: Identificação de áreas suscetíveis à ocorrência de secas agrícolas usando dados censitários, sensoriamento remoto e análise multicritério
Autor(es): Anjos, Denize Monteiro dos
Orientador: Silva, Richarde Marques da Silva
Orientador: Lima, Eduardo Rodrigues Viana de
Orientador: Lima, Valeria Raquel Porto de
Orientador: Farias, Vanine Elane Menezes de
Orientador: Machado, Érica Cristine Medeiros
Resumo: As mudanças climáticas têm cada vez mais impactado os ecossistemas e as atividades econômicas, especialmente na região Nordeste do Brasil, onde a irregularidade das chuvas intensifica a ocorrência de secas agrícolas. Este estudo teve como objetivo central identificar áreas com maior risco à seca agrícola tendo como foco as culturas de milho, feijão-caupi e mandioca, para o período de 2001 a 2022, baseado na aplicação do Índice de Risco de Seca Agrícola (IRSA). O IRSA mede o risco à seca agrícola variando de 0 (muito alto) e 1 (muito baixo). A metodologia adotou o uso de dados climáticos (precipitação, evapotranspiração e temperatura) obtidos via satélite MODIS e CHIRPS, além de dados do Censo Agropecuário (SIDRA/IBGE), processados com apoio do Google Earth Engine e QGIS.Com base no método Analytic Hierarchy Process (AHP), foi desenvolvido o IRSA, que permitiu mapear espacialmente os níveis de risco nas diferentes microrregiões. Nesta pesquisa, o IRSA foi aplicado às microrregiões do estado da Paraíba e integrou dados de sensoriamento remoto, censitários e o Método de Análise Hierárquica – AHP. Para a realização desse estudo, foram utilizados dados de temperatura (MODIS), evapotranspiração (MODIS) e precipitação (CHIRPS) estimados por sensoriamento remoto e de área colhida em hectares (SIDRA/IBGE). A validação estatística do índice foi realizada por meio das curvas Receiver Operating Characteristic (ROC) e da Area Under the Curve (AUC), utilizando 3.000 pontos regulares extraídos dos mapas raster para cada cultura. A análise espacial indicou que as mesorregiões do Sertão Paraibano e Borborema apresentaram os maiores riscos de seca agrícola, destacando-se o ano de 2012 como o mais crítico. As microrregiões de Patos, Piancó, Sousa, Catolé do Rocha, Seridó Oriental e Ocidental foram as mais afetadas ao longo da série histórica. Em contrapartida, as microrregiões Cajazeiras, Sousa, Patos, Piancó, Itaporanga e Serra do Teixeira foram as que apresentaram os menores riscos à seca agrícola. A cultura do milho demonstrou maior resiliência em relação à seca, enquanto a mandioca foi a mais afetada. Os mapas gerados com base na média dos 21 anos indicaram que cerca de 32,80% da área total estudada apresentou risco moderado, com predomínio de pixels na faixa de 0,58 a 0,84, indicando risco baixo a muito baixo. Os resultados demonstraram excelente desempenho para indicar padrões de risco espacial que podem orientar ações futuras, com valores de AUC variando entre 0,97 e 0,99, indicando alta capacidade de discriminação do modelo entre áreas com e sem seca agrícola. Este trabalho comprova a eficiência da integração de métodos geoespaciais e multicritério na avaliação do risco de seca agrícola, fornecendo subsídios técnicos para gestão territorial, planejamento agrícola e políticas públicas de mitigação da seca no semiárido paraibano.
Abstract: Climate change has increasingly impacted ecosystems and economic activities, especially in the Northeast region of Brazil, where irregular rainfall intensifies the occurrence of agricultural droughts. This study's main objective was to identify areas at greatest risk of agricultural drought, focusing on corn, cowpea, and cassava crops, for the period 2001 to 2022, based on the Agricultural Drought Risk Index (IRSA). The IRSA measures agricultural drought risk, ranging from 0 (very high) to 1 (very low). The methodology used climate data (precipitation, evapotranspiration, and temperature) obtained via MODIS and CHIRPS satellites, as well as data from the Agricultural Census (SIDRA/IBGE), processed with support from Google Earth Engine and QGIS. Based on the Analytic Hierarchy Process (AHP) method, the IRSA was developed, which allowed spatial mapping of risk levels in different microregions. In this study, the IRSA was applied to microregions of the state of Paraíba and integrated remote sensing, census, and Hierarchical Analysis Method (AHP) data. This study used temperature (MODIS), evapotranspiration (MODIS), and precipitation (CHIRPS) data estimated by remote sensing, as well as harvested area in hectares (SIDRA/IBGE). Statistical validation of the index was performed using Receiver Operating Characteristic (ROC) and Area Under the Curve (AUC) curves, using 3,000 regular points extracted from raster maps for each crop. Spatial analysis indicated that the Sertão Paraibano and Borborema mesoregions presented the highest risks of agricultural drought, with 2012 standing out as the most critical year. The microregions of Patos, Piancó, Sousa, Catolé do Rocha, Seridó Oriental, and Ocidental were the most affected throughout the historical series. In contrast, the Cajazeiras, Sousa, Patos, Piancó, Itaporanga, and Serra do Teixeira microregions presented the lowest risk of agricultural drought. Corn crops demonstrated greater resilience to drought, while cassava was the most affected. Maps generated based on the 21-year average indicated that approximately 32.80% of the total studied area presented moderate risk, with a predominance of pixels in the 0.58 to 0.84 range, indicating low to very low risk. The results demonstrated excellent performance in identifying spatial risk patterns that can guide future actions, with AUC values ranging from 0.97 to 0.99, indicating high discrimination capacity of the model between areas with and without agricultural drought. This work demonstrates the efficiency of integrating geospatial and multicriteria methods in assessing agricultural drought risk, providing technical support for territorial management, agricultural planning, and public policies for drought mitigation in the semiarid region of Paraíba.
Palavras-chave: Seca agrícola
Escassez de Água
Sensoriamento Remoto
Google Earth Engine
Remote Sensing
MODIS
CHIRPS
Water Scarcity
Google Earth Engine
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Geografia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geografia
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37337
Data do documento: 27-Jun-2025
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Geografia

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