Geomática Aplicada à Gestão de Recursos Hídricos

Apresentação em tema: "Geomática Aplicada à Gestão de Recursos Hídricos"— Transcrição da apresentação:

1 Geomática Aplicada à Gestão de Recursos Hídricos
Ikonos de Vitória 1 m de Resolução PROF. ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS Engenheiro Agrônomo - UFES Mestrado em Meteorologia Agrícola – UFV Doutorado em Engenharia Agrícola - UFV

2 Capítulo 11 UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFES
CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEO LABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU Vitória LANDSAT Andaraí Ikonos 1 m resolução Campos do Jordão Ikonos 1m de Resolução Capítulo 11 METODOLOGIA DE ANÁLISE DE DADOS COLETADOS POR SENSORES EM NÍVEL DO SOLO Adpatado das Notas de Aula, Disciplina Aerofoto e Fotointerpretação, Turma Geografia 1998 UNIFAP (2000) (JOHANSSON, 2000)

3 INTRODUÇÃO Os métodos utilizados para extrair as informações podem ser agrupados em três categorias: INTERPRETAÇÃO VISUAL TRATAMENTO DIGITAL ANÁLISE ESTATÍSTICA Como são expressos os dados espectrais coletados por sensores não-fotográficos? IAF FORMA GRÁFICA TRANSFORMADOS EM ÍNDICES Como são realizadas as análises da reflectância da vegetação utilizando? Transformar os dados espectrais em outras unidades, como índices de vegetação Análise visual das curvas de reflectância VEJA EXEMPLO

4 QUAL A IMPORTÂNCIA DESTA CURVA?
Curvas de reflectância obtidas para diferentes tipos de alvos contidos dentro do ângulo de visada do sensor QUAL A IMPORTÂNCIA DESTA CURVA? Esses dados podem ser transformados num ÍNDICE DE VEGETAÇÃO qualquer, por exemplo o ndvi, ou mesmo serem utilizados para análise dos VALORES DA REFLECTÂNCIA nas faixas espectrais do vermelho (600 a 700 nm) e do infravermelho próximo (700 a 900 nm).

5 ÍNDICE DE VEGETAÇÃO E DETERMINÇÃO A PARTIR DE DADOS RADIOMÉTRICOS
Os ÍNDICES DE VEGETAÇÃO foram criados no intuito de ressaltar o comportamento espectral da vegetação em relação ao solo e a outros alvos da superfície terrestre (realçar o contraste espectral entre a vegetação o solo). Esses índices podem ser obtidos tanto de dados coletados por satélites como por equipamentos próximos ao alvo de interesse, como é o caso dos espectrorradiômetros. Os ÍNDICES DE VEGETAÇÃO têm sido empregados, com grande sucesso, nos estudos para caracterizar parâmetros biofísicos da vegetação, tais como: IAF, FITOMASSA, RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ATIVA ABSORVIDA e PRODUTIVIDADE. De acordo com Baret e Guyot (1991), os índices de vegetação podem ser agrupados em duas grandes classes: 1a CLASSE: Índices na forma da razão (Ration Vegetation Index – RVI; Normalized Difference Vegetation Index – NDVI; Soil Adjusted Vegetation Index – SAVI). 2a CLASSE: Índices caracterizados pela distância ortogonal (Perpendicular Vegetation Index – PVI; Weighted Difference Vegetation Index – WDVI e Greennes Vegetation Index – GVI).

6 Índices de vegetação comumente utilizados
IVP – a V Baret e Guyout (1991) WDVI (IVP – av – b) / 11/2 + a2 Richardson e Wiegand (1977) PVI a * (IVP – av –b) / [a IVP + r – ab + X * (1 + a2)] Baret et al. (1989) TSAVI (IVP – V) / (IVP + V + L) * (1 + L) Huete (1988) SAVI IVP – V / IVP +V Deering et al. (1975) NDVI IVP / V Person e Milar (1972) RVI Definição* Referência Índice OBSERVAÇÃO IMPORTANTE ! Na literatura são encontrados mais de 50 índices de vegetação; entretanto, os dois mais comumente usados são: Razão Simples (RVI) e o Índice de Vegetação Diferença Normalizada (NDVI). OBS: O NDVI é mais sensível à vegetação esparsa do que o RVI. VEJA A SEGUIR UM EXEMPLO PRÁTICO DE PESQUISA

7 CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO
0,02952 0,02949 0,02781 0,03151 0,03065 497,20 0,03122 0,03025 0,02988 0,02942 0,02912 1 Valores do fator de reflectância obtidos em cada uma das parcelas experimentais Referência 0,03207 0,03092 0,03049 0,02996 0,02973 2 0,02831 0,02740 0,02723 0,02678 0,02654 3 0,02979 0,02904 0,02878 0,02854 0,02825 4 0,02997 0,02907 0,02868 0,02828 0,02801 5 500,00 494,40 491,60 488,90 486,10 N nm Comp. de onda Valores parciais do fator de reflectância em função do comprimento de onda e da parcela experimental CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO

8 Fator de reflectância para algumas bandas do TM e do MSS do LANDSAT
5 4 3 2 1 Parcela 0,157 0,054 0,046 0,187 0,053 0,050 0,028 0,063 0,075 0,095 0,104 TM2 Fator de reflectância para algumas bandas do TM e do MSS do LANDSAT 0,069 0,082 0,102 0,121 TM3 0,241 0,299 0,385 0,369 TM4 0,058 0,088 0,096 MSS1 0,070 0,083 0,103 0,122 MSS2 0,203 0,033 0,249 0,039 0,319 0,313 0,055 MSS3 TM1 Valores da reflectância correspondente às bandas TM1, TM2, TM3, TM4, MSS1, MSS2, MSS3 do satélite Landsat, obtidos por parcela experimental CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO

9 CONCLUSÃO!!!!! Numa análise sem rigor estatístico, pode-se dizer que as parcelas 6, 7 e 8 são as que apresentam maiores quantidades de FITOMASSA (maiores valores dos índices) e que há uma correlação entre os valores dos dois índices. 0,51 3,05 1 0,58 3,77 2 0,57 3,64 3 0,55 3,49 4 0,56 3,52 5 0,59 3,97 6 0,65 4,72 7 0,61 4,09 8 Parcela NDVI RS Valores dos índices de vegetação RVI e NDVI obtidos a partir da Tabela anterior

10 determinado dia durante o ciclo da cultura
ETAPAS EMPREGADAS PARA ESTIMATIVA DA RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ATIVA ABSORVIDA (RFAA) POR MEIO DO NDVI PRIMEIRA ETAPA: Cálculo da fração (fA) da RFAA através do NDVI A fração fA expressa a quantidade da radiação solar fotossinteticamente ativa absorvisa num intervalo de tempo (instantâneo), para uma medida feita num determinado dia durante o ciclo da cultura 1) Cultura de trigo 2) Cultura de milho e soja EXEMPLO

11 CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO
0,61 0,65 0,59 0,56 0,55 0,57 0,58 0,51 NDVI fA=-0,109+1,253(0,61) fA=-0,109+1,253(0,65) fA=-0,109+1,253(0,59) fA=-0,109+1,253(0,56) fA=-0,109+1,253(0,55) fA=-0,109+1,253(0,57) fA=-0,109+1,253(0,58) fA=-0,109+1,253(0,51) fA=-0,109+1,253NDVI 0,53003 1 0,61774 2 0,60521 3 0,58015 4 0,59268 5 0,63027 6 0,70545 7 0,65533 8 Parcela Valor de (fA) Wm2 Valores da fração (fA), calculados a partir dos dados da tabela anterior (TRIGO) CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO

12 SEGUNDA ETAPA: Determinação da radiação global diária (Rg)

13 2) Dias em que 0,1 <= n/N <= 0,90
TERCEIRA ETAPA: Estimativa da RFA a partir de Rg e fA Szeicz (1974), através de cálculos teóricos e de medidas experimentais da radiação solar, conclui que a RFA incidente corresponde a 0,5 +- 0,03 da Rg que incide diariamente, independente das condições atmosféricas. Entretanto, estudos feitos por Assunção (1994), na região de Piracicaba, permitiram determinar três equações para cálculo da RFA: 1) Dias em que n/N <= 0,1 2) Dias em que 0,1 <= n/N <= 0,90 EXEMPLO 3) Dias em que n/N >= 0,90

14 RFA segundo Assunção (1994)
Para comparar os valores da RFA incidente, obtidos através da proposição de Szeicz (1974) e de Assunção (1994), toma-se como exemplo: Rg do 12 de julho de = 291 cal cm-2d-1 Insolação diária = n = 8,4 horas Número máximo de horas de brilho de Sol = N = 10,750 RESOLUÇÃO RFA segundo Szeics (1974) RFA segundo Assunção (1994) Como 0,1 <= n/N <= 0,9, temos: CONTINUAÇÃO

15 ENTÃO, QUAL SERÁ A RFAA? OBS: Para obter a RFAA acumulada, desde a emergência até a maturação fisiológica, basta somar a RFAA diária durante o período considerado.

16 EFICIÊNCIA DO USO DA RADIAÇÃO
A eficiência do uso da radiação ou eficiência fotoquímica é a razão da matéria seca produzida, geralmente em gramas (g), pela RFAA acumulada (RFAAac), ou seja, expressa a quantidade de matéria seca produzida por unidade de energia (RFA) que foi absorvida pela vegetação, da emergência até a maturação fisiológica. Geralmente é expressa em g MJ-1. Eficiência do uso da radiação para a produção de grãos Eficiência do uso da radiação para a produção de fitomassa

17 Considerando as variações ambientais, culturais e de manejo, temos que:
Em que: M = fitomassa seca total produzida.

18 FIM