Carta de Ocupação do Solo Conjuntural - 2021

A Carta de Ocupação de Solo Conjuntural (COSc) é um produto do Sistema de Monitorização da Ocupação do Solo (SMOS), uma iniciativa inovadora, concebida e desenvolvida pela Direção-Geral do Território, com o objetivo de produzir de forma contínua informação cartográfica sobre o uso e ocupação do solo. O SMOS utiliza os mais recentes desenvolvimentos das tecnologias do espaço e Inteligência Artificial para criar produtos com mais detalhe, qualidade, rapidez e disponibilizados com política de dados abertos. Todos os produtos podem ser visualizados no viSMOS. (https://smos.dgterritorio.gov.pt/vi-smos)

A COSc, anteriormente designada por Carta de Ocupação do Solo Simplificada (COSsim), foi criada com o objetivo de fornecer informação complementar à Carta de Uso e Ocupação do Solo (COS), tendo uma frequência de produção e atualização anual, e um formato raster com pixels de 10 m. Foram já produzidas quatro COSc experimentais para os anos de 2018, 2020, 2021 e 2022.

A nomenclatura da COSc2018 é composta por três níveis de detalhe temático crescente, com 6, 9 e 13 classes nos níveis 1, 2 e 3, respetivamente. A produção da COSc2020 introduziu uma melhoria no detalhe temático na classe de agricultura, sendo esta dividida em três classes, resultando em 15 classes no nível 3. A nomenclatura da COSc e a descrição das classes é apresentada no documento Nomenclatura COSc (https://www.dgterritorio.gov.pt/sites/default/files/documentos-publicos/Nomenclatura_COSc.pdf). Os limites da COSc na fronteira com Espanha são os da Carta Administrativa Oficial de Portugal (CAOP) versão 2018 e na zona costeira é utilizado um buffer de cerca de 2 km a partir da linha de costa.

A COSc é produzida através de tecnologias espaciais e Inteligência Artificial, que inclui algoritmos de machine learning e regras de conhecimento pericial para classificar automaticamente séries multiespectrais e intra-anuais de dados de imagens óticas de satélite Sentinel-2. Para realizar este processo é construída uma base de dados espectral formada por compósitos mensais, índices espectrais e métricas intra-anuais de imagens Sentinel-2 para o ano agrícola em análise (i.e., de outubro 2019 a setembro 2020 para a COSc2020). A base de dados de treino de cada classe para a classificação automática é obtida por processamento automático de informação auxiliar e por fotointerpretação.

A metodologia da COSc é adaptável ao ano da cartografia, existindo dois casos distintos. O primeiro consiste na produção da COSc para anos de referência, sendo este conceito associado à existência de uma versão da COS e ortofotomapas, como é o caso de 2018. O segundo caso consiste na produção da COSc para os anos intercalares, para os quais não existe uma versão da COS nem ortofotomapas, como é o caso de 2020. A COSc de referência beneficia da existência de mais informação de base e encontra melhores condições para a sua produção. A COSc intercalar está condicionada à informação existente e prevista de ser aplicada sempre que os ortofotomapas e uma versão atual da COS não estão disponíveis. Nos anos de referência será também produzida uma primeira versão da COSc com a aplicação da metodologia de produção das COSc intercalares. Para os anos de referência, a COSc final será produzida depois da produção da COS, promovendo-se a articulação entre a COS e a COSc.

A metodologia de produção da COSc de referência pode ser consultada em Costa et al. (2022). As COSc intercalares são produzidas com base em metodologias de deteção e classificação de alterações com base em séries interanuais e intra-anuais de imagens do Sentinel-2. Nas áreas sem alterações a cartografia mantém a classe de ocupação do solo do ano anterior, garantindo-se a consistência espaciotemporal da série cartográfica.

A versão atual da COSc2018 tem uma exatidão global de 83.0% (±3.1%), estimada com base numa amostra com 4018 pontos e para um nível de confiança de 95%. As COSc subsequentes não foram validadas, mas as suas exatidões globais deverão ser próximas da exatidão global da COSc2018.

Uma comparação entre duas COSc (e.g., 2020 e 2021) não revela nem poderia revelar, todas as alterações que ocorreram no território devido à metodologia usada. Com efeito, a COSc intercalar capta dinâmicas anuais e por isso é normal que algumas alterações de ocupação não sejam representadas. Por exemplo, novas áreas urbanas ou novas áreas de culturas permanentes não são representadas na COSc intercalar (e.g., COSc2020). Assim, uma zona coberta de vegetação que seja cortada para dar lugar a edificações poderá permanecer representada como Superfície sem vegetação. Da mesma forma, novas áreas agrícolas, nomeadamente novas plantações de pomares, poderão ser representadas como Superfície sem vegetação ou Vegetação herbácea espontânea que predominam nessas áreas relativamente às copas das árvores de dimensões ainda reduzidas. O mapeamento das alterações do solo é dependente das observações feitas por satélite que poderão demorar algum tempo até captar um sinal espectral suficientemente estável que permita a sua classificação na classe de ocupação do solo mais adequada. Estas dinâmicas entre as classes são efetivadas nas COSc de referência, beneficiando-se da disponibilização de informação auxiliar mais completa, como os ortofotomapas e a COS. Importa também ter presente que certos elementos da superfície de dimensões próximas ao tamanho do pixel podem não estar representados na COSc quer por não serem observáveis por satélite quer por terem sido generalizados no âmbito da aplicação de regras de conhecimento pericial.

A produção de uma nova COSc (e.g., 2022) inclui uma revisão das COSc anteriores (e.g., 2021, 2020 e 2018) levando à produção de novas versões para assegurar a compatibilidade espaciotemporal entre as cartas. As novas edições das COSc substituem as anteriores e passam a estar disponíveis no SNIG como indicado acima. Apesar do esforço para se garantir a consistência espaciotemporal é natural que uma comparação entre duas COSc (e.g., 2020 e 2021) ainda revele diferenças que não correspondem a alterações reais. Por exemplo, alternância entre culturas de outono/inverno e primavera/verão poderá ser influenciada por variações meteorológicas e práticas agrícolas interanuais que modificam a fenologia da vegetação captada pelos satélites e que ainda não estão bem acomodadas nos algoritmos.

A COS continua a ser a cartografia de referência para planeamento e não deve ser substituída pela COSc. Importa ter sempre presente que a COSc retrata a ocupação do solo num ano específico e não o uso do solo. Por exemplo, uma área de uso florestal, pode ser classificada na COSc como Matos ou Vegetação herbácea espontânea se nesse ano estiver temporariamente desarborizada. A COSc é, portanto, uma cartografia de conjuntura, pelo que, em planeamento e gestão a médio prazo, a cartografia relevante continua a ser a COS. A COSc poderá ser útil em exercícios de planeamento e programação conjuntural.

Os utilizadores são incentivados a reportarem para smos@dgterritorio.pt uma análise crítica sobre a utilização da cartografia.

Se não está familiarizado com a disponibilização de dados geográficos através de serviços de visualização (e.g., WMS) e descarregamento pode consultar os Guias de Apoio na página de dados abertos da DGT (https://www.dgterritorio.gov.pt/dados-abertos).

Citação:
Costa, H.; Benevides, P.; Moreira, F.D.; Moraes, D.; Caetano, M., 2022. Spatially Stratified and Multi-Stage Approach for National Land Cover Mapping Based on Sentinel-2 Data and Expert Knowledge. Remote Sensing, 14, 1865, doi:10.3390/rs14081865 (https://doi.org/10.3390/rs14081865)