Carta de Ocupação do Solo Conjuntural - 2022

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 [e-mail] 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)

《土地占用的临时性地图》（COSc）是《土地占用监测系统》（SMOS）的一项创新成果，该系统由领土总署设计并开发，旨在持续生成关于土地使用和占用的地图信息。SMOS通过利用空间技术和人工智能的最新进展，创建了更加详尽、高质量、快速生成且遵循开放数据政策的产品。所有产品均可在viSMOS上查看。（https://smos.dgterritorio.gov.pt/vi-smos）COSc，之前被称为《简化土地占用地图》（COSsim），旨在为《土地使用和占用地图》（COS）提供补充信息，其生产频率和更新为年度，采用10米像素的栅格格式。已经制作了2018年、2020年、2021年和2022年的四个实验性COSc。COSc2018的命名由三个递增的主题细节级别组成，分别在级别1、2和3中包含6、9和13个类别。COSc2020的生产在农业类别中引入了主题细节的改进，该类别被分为三个子类别，导致在级别3中出现了15个类别。COSc的命名和类别描述可以在《COSc命名法》（https://www.dgterritorio.gov.pt/sites/default/files/documentos-publicos/Nomenclatura_COSc.pdf）文档中找到。COSc与西班牙边界的界限与葡萄牙官方行政地图（CAOP）2018年版相同，而在沿海地区，则使用距离海岸线约2公里的缓冲区。COSc是通过空间技术和人工智能生产的，包括机器学习算法和专家知识规则，以自动对卫星光学图像Sentinel-2的多光谱和年内序列进行分类。为了进行此过程，构建了一个由每月复合物、光谱指数和年度内图像Sentinel-2的年内度量标准组成的数据库，用于分析年度农业（即，2019年10月至2020年9月用于COSc2020）。每个类别的自动分类训练数据是通过辅助信息的自动处理和摄影解释获得的。COSc的方法可以根据制图年份进行调整，存在两种不同的案例。第一种是生产参考年份的COSc，这一概念与COS和正射影像图的版本存在相关，例如2018年。第二种案例是生产闰年的COSc，对于这些年份，不存在COS和正射影像图版本，例如2020年。参考性COSc得益于更丰富的基线信息，并处于更有利的制作条件。闰年COSc受现有信息的限制，并在正射影像图和最新版本的COS不可用的情况下应用。在参考年份，还将根据闰年COSc的制作方法制作COSc的第一个版本。对于参考年份，最终COSc将在COS生产之后制作，以促进COS和COSc之间的协调。参考性COSc的生产方法可以在Costa等人（2022年）的文献中查阅。闰年COSc是基于基于年内和年内图像序列的变更检测和分类方法生产的。在无变更的区域，制图保持上一年的土地占用类别，从而保证了制图序列的时间和空间一致性。COSc2018的当前版本具有83.0%的全局精确度（±3.1%），基于4018个点的样本，并在95%的置信水平下估计。后续的COSc尚未经过验证，但它们的全局精确度应接近COSc2018的全局精确度。两个COSc（例如，2020年和2021年）之间的比较既没有揭示，也不可能揭示由于所使用的方法而发生的所有领土变更。事实上，COSc的闰年捕捉年度动态，因此某些占用变更的未表征是正常的。例如，秋季/冬季与春季/夏季的作物轮作可能受气象变化和年度间农业实践的干扰，这些变化改变了卫星捕获的植被物候学，而这些变化尚未在算法中得到很好的适应。COS继续作为规划参考的制图，不应被COSc取代。始终需要牢记，COSc描绘的是特定年份的土地占用情况，而不是土地使用情况。例如，一个森林用途区域在COSc中可能被分类为灌木或草本植被，如果在该年暂时无树木。因此，COSc是一种情境性制图，因此在中期规划和治理中，相关的制图仍然是COS。COSc可以在情境性规划和编程练习中发挥作用。鼓励用户通过[e-mail]报告对制图使用的批判性分析。如果用户不熟悉通过可视化服务（例如，WMS）和下载提供地理数据的可用性，可以查阅DGT公开数据页面上的支持指南（https://www.dgterritorio.gov.pt/dados-abertos）。文献引用：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)