Ikonos de Vitória1 m de Resolução PROF. ALEXANDRE ROSA DOS

SANTOSEngenheiro Agrônomo - UFES

Mestrado em Meteorologia Agrícola – UFVDoutorado em Engenharia Agrícola - UFV

Capítulo 11

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFESCENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN

DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEOLABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU

VitóriaLANDSAT

AndaraíIkonos 1 m resolução

Campos do JordãoIkonos 1m de Resolução

Adpatado das Notas de Aula, Disciplina Aerofoto e Fotointerpretação, Turma Geografia 1998 UNIFAP (2000) (JOHANSSON, 2000)

INTRODUÇÃO

Como são expressos os dados espectrais coletados por sensores não-fotográficos?

Os métodos utilizados para extrair as informações podem ser agrupados em três categorias:

INTERPRETAÇÃO VISUAL

TRATAMENTO DIGITAL

ANÁLISE ESTATÍSTICA

IAF FORMA GRÁFICATRANSFORMADOS

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

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).

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).

Índices de vegetação comumente utilizados

IVP – a VBaret e Guyout (1991)WDVI

(IVP – av – b) / 11/2 + a2Richardson 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 +VDeering et al. (1975)NDVI

IVP / VPerson 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

----------0,029520,029490,027810,031510,03065497,20

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

Nnm

Comp. de onda

Valores parciais do fator de reflectância em função do comprimento de onda e da parcela experimental

CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO

5

4

3

2

1

Parcela

0,1570,0540,0460,1870,0530,0500,028

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

0,069

0,088

0,096

MSS1

0,070

0,083

0,103

0,122

MSS2

0,2030,033

0,2490,039

0,3190,050

0,3130,055

MSS3TM1

Valores da reflectância correspondente às bandas TM1, TM2, TM3, TM4, MSS1, MSS2, MSS3 do satélite Landsat,

obtidos por parcela experimental

CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO

0531210

3690

3

41 ,

,

,

TM

TM

V

IVPRVI

51012103690

12103690

34

341 ,

,,

,,

TMTM

TMTM

VIVP

VIVPNDVI

0,513,051

0,583,772

0,573,643

0,553,494

0,563,525

0,593,976

0,654,727

0,614,098

Parcela NDVIRS

Valores dos índices de vegetação RVI e NDVI obtidos a partir da Tabela anterior

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.

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

9650

25311090

,R

1984) al., et (Asrar ,,2

NDVIfA

9600

25412050

,R

1992) al., et(Daughtry ,,2

NDVIfA

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

0,530031

0,617742

0,605213

0,580154

0,592685

0,630276

0,705457

0,655338

Parcela Valor de (fA) Wm2

Valores da fração (fA), calculados a partir dos dados da tabela anterior (TRIGO)

CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO

SEGUNDA ETAPA: Determinação da radiação global diária (Rg)

insolação de razãon/N

interesse de

ára na sol de horas de possível diário númeroN

diária insolaçãon

)dia(calcm atmsofera da topo no horizontal

supefície uma em solar radiaçãoRo

)dia(calcm global solar radiaçãoRg

:que Em

(Angstrom) n/N) (

1-2-

1-2-

baRoRg

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

),(R , 2 990470 RgRFA

),(R , 2 96504290 RgRFA

),(R , 2 9904960 RgRFA

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 1995 = 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:

151452915050 dRgRFA -2calcm ,,,

7810751048 ,,, N

n

-1-2 d cm cal ,,, 8412429142904290 RgRFA

CONTINUAÇÃO

ENTÃO, QUAL SERÁ A RFAA?

:que temos ,

dicm cal ,

:1-2-

530030

84124

Af

RFA

doConsideran

84124530030 ,, RFAfRFAA A

1-2- d cm cal 66,169RFAA OBS: Para obter a RFAA acumulada, desde a emergência até a maturação fisiológica, basta somar a RFAA diária durante o período considerado.

1-gMJ Grão do

RFAAac

MassaG

1-gMJ (g)

RFAAac

FitomassaF

EFICIÊNCIA DO USO DA RADIAÇÃOA 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

Considerando as variações ambientais, culturais e de manejo, temos que:

RFAAacdtRg que, em dtRg

M

RFAfRFAf

A

A

Em que: M = fitomassa seca total produzida.