Geomática Aplicada à Gestão de Recursos Hídricos - PowerPoint PPT Presentation

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  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. 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. INTERPRETAÇÃO VISUAL IAF INTRODUÇÃO Os métodos utilizados para extrair as informações podem ser agrupados em três categorias: TRATAMENTO DIGITAL ANÁLISE ESTATÍSTICA Como são expressos os dados espectrais coletados por sensores não-fotográficos? 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. 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. 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. ÍNDICE DE VEGETAÇÃO E DETERMINÇÃO A PARTIR DE DADOS RADIOMÉTRICOS 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. Índice Referência Definição* RVI Person e Milar (1972) IVP / V NDVI Deering et al. (1975) IVP – V / IVP +V SAVI Huete (1988) (IVP – V) / (IVP + V + L) * (1 + L) TSAVI Baret et al. (1989) a * (IVP – av –b) / [a IVP + r – ab + X * (1 + a2)] PVI Richardson e Wiegand (1977) (IVP – av – b) / 11/2 + a2 WDVI Baret e Guyout (1991) IVP – a V 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 Índices de vegetação comumente utilizados OBSERVAÇÃO IMPORTANTE !

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

  8. Valores da reflectância correspondente às bandas TM1, TM2, TM3, TM4, MSS1, MSS2, MSS3 do satélite Landsat, obtidos por parcela experimental Parcela Fator de reflectância para algumas bandas do TM e do MSS do LANDSAT TM1 TM2 TM3 TM4 MSS1 MSS2 MSS3 1 0,055 0,104 0,121 0,369 0,096 0,122 0,313 2 0,050 0,095 0,102 0,385 0,088 0,103 0,319 3 0,039 0,075 0,082 0,299 0,069 0,083 0,249 4 0,033 0,063 0,069 0,241 0,058 0,070 0,203 5 0,028 0,050 0,053 0,187 0,046 0,054 0,157 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. Valores dos índices de vegetação RVI e NDVI obtidos a partir da Tabela anterior Parcela RS NDVI 1 3,05 0,51 2 3,77 0,58 3 3,64 0,57 4 3,49 0,55 5 3,52 0,56 6 3,97 0,59 7 4,72 0,65 8 4,09 0,61

  10. 1) Cultura de trigo EXEMPLO 2) Cultura de milho e soja 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 fAexpressa 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

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

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

  13. 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 TERCEIRA ETAPA:Estimativa da RFA a partir de Rg e fA

  14. 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 • RFA segundo Szeics (1974) • RFA segundo Assunção (1994) CONTINUAÇÃO Como 0,1 <= n/N <= 0,9, temos: RESOLUÇÃO

  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. 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 Eficiência do uso da radiação para a produção de grãos Eficiência do uso da radiação para a produção de fitomassa

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

  18. FIM FIM