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Biodiversity & Ecology


Research Article  Open Access 

Agricultural expansion during the post-civil war period in southern Angola based on bi-temporal Landsat data


Anne Schneibel*, Marion Stellmes, Rasmus Revermann & Manfred Finckh

Article first published online: 31 December 2013

DOI: 10.7809/b-e.00285

*Corresponding author contact: schneibel.anne@uni-trier.de

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Biodiversity & Ecology  (Biodivers. Ecol.)

Special Volume: Environmental Assessments in the Okavango Region,
edited by Jens Oldeland, Cynthia Erb, Manfred Finckh & Norbert Jürgens
Volume 5, pages 311–319, Dec 13
  PDF  (4.9 MB)

Keywords: Change analysis; deforestation; ISODAT;, Landsat 5 TM; land use classification; Okavango; slash-and-burn

Abstract: The repopulation of abandoned areas in Angola after the 27 years of civil war led to a fast and extensive expansion of agricultural fields to meet the rising food demand. This effect is supported by the improvement of infrastructure and has a large impact on the natural vegetation.We evaluated agricultural expansion in our study area in the south of Angola by using Landsat data with a resolution of 30 x 30 m per pixel, combined with RapidEye data (5 x 5 m per pixel) and high resolution imagery (Bing Maps, 0.41 x 0.41 m and Google Earth, 1.5 x 1.5 m). We applied a bi-temporal change detection approach on a spectral difference Landsat image, based on four images for 1997/1998 and 2008/2009 each. After calculating an unsupervised classification (ISODATA), change classes were manually assigned based on spectral information from Landsat data and visual information of the higher resolution data. In order to analyse which land cover type was most affected by the agricultural practices, we additionally carried out an unsupervised classification approach in combination with knowledge-based assignment of classes for 1997/1998. We furthermore estimated the relationship between infrastructure and the establishment of new fields by manually capturing roads and tracks based on high resolution imagery (Bing Maps & Google Earth) and recent RapidEye data.The results indicate that together with the repopulation of the study area, the area of fields strongly increased, which had a considerable impact on natural vegetation. Furthermore, the high impact of the presence and quality of infrastructure on the location and the spatial expansion of fields could be proved. We found that more than 47,000 ha (equals 2.85 % of the total study area) of new fields were established during the 11 years and mainly open woodlands, shrublands and dense woodlands were cleared for slash and burn agriculture. Furthermore, more than 93% of these active agricultural areas are located within less than 5 km distance to the roads and 46% even lie within a 1-km distance to the present infrastructure.

Portuguese

Título: Expansão agrícola durante o período pós-guerra civil no sul de Angola com base em dados bitemporais Landsat

Palavras-chave: Análise de mudança; classificação do uso do solo; corte-e-queima; desmatamento; ISODATA; Landsat 5 TM; Okavango

Resumo: O repovoamento de áreas abandonadas em Angola, após os 27 anos de guerra civil, resultou em rápida e extensa expansão de campos agrícolas para atender a crescente demanda por alimento. Este efeito é consequência da melhoria das infraestruturas e causa grande impacto na vegetação natural. Avaliamos a expansão agrícola em nossa área de estudo no sul da Angola utilizando dados Landsat com resolução de 30 x 30m por pixel, conjugados com dados RapidEye, 5 x 5m por pixel, e imagens de alta resolução (Bing Maps, 0,41 x 0,41m, e Google Earth, 1,5 x 1,5m). Aplicamos uma abordagem de detecção de alterações bitemporal em uma imagem Landsat de diferença espectral, com base em quatro imagens para os biênios1997/1998 e 2008/2009. Após calcular uma classificação não-supervisionada (ISODATA), alterações de classes foram atribuídas manualmente de acordo com a informação espectral de dados Landsat e a informação visual dos dados de maior resolução. A fim de analisar qual tipo de cobertura do solo foi mais afetado pelas práticas agrícolas, realizamos, também, uma abordagem de classificação não-supervisionada em combinação com atribuição baseada no conhecimento de classes para 1997/1998. Calculamos ainda a relação entre a infraestrutura e a criação de novos campos, capturando manualmente estradas e caminhos com base em imagens de alta resolução (Bing Maps e Google Earth) e dados RapidEye recentes. Os resultados indicam que, junto com o repovoamento da área de estudo, as áreas de campo tiveram um crescimento significativo, causando impacto considerável na vegetação natural. Foram comprovados, ainda, o grande impacto no local causado pela presença e qualidade da infraestrutura, e a expansão espacial dos campos. Verificamos que mais de 47 mil hectares (equivalente a 2,85% do total da área estudada) dos novos campos foram ocupados durante os 11 anos, sobretudo florestas abertas, matagais e bosques que foram derrubados para a agricultura à base de desmatamento e queimada, além de que, 93% dessas áreas agrícolas ativas, estão localizadas a menos de 5 km de distância das estradas e 46% até mesmo a 1 km de distância da infraestrutura atual.

Suggested citation:
Schneibel, A., Stellmes, M., Revermann, R., Finckh, M. (2013): Agricultural expansion during the post-civil war period in southern Angola based on bi-temporal Landsat data. – In: Oldeland, J., Erb, C., Finckh, M., Jürgens, N. [Eds.]: Environmental Assessments in the Okavango Region. – Biodiversity & Ecology 5: 311–319. DOI: 10.7809/b-e.00285.



Imprint  /  last update: 2014-02-18  by: Jens Oldeland search