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
UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFES
CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN
DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEO
LABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU
Capítulo 11
Adpatado das Notas de Aula, Disciplina
Aerofoto e Fotointerpretação, Turma Geografia
1998 UNIFAP (2000) (JOHANSSON, 2000)
Vitória
LANDSAT
Andaraí
Ikonos 1 m resolução
Campos do Jordão
Ikonos 1m de Resolução
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
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
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
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
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
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
CONCLUSÃO!!!!!
IVP TM 4 0,369
RVI1 


 3,05
TM3 0,121
Numa análise sem rigorVestatístico,
pode-se dizer que as
parcelas 6, 7 e 8 são
apresentam
de
IVP as
 VqueTM
4  TM3 maiores
0,369  0quantidades
,121
NDVI1  (maioresvalores dos índices)

 0uma
,51
FITOMASSA
e que há
IVP entre
 V os
TMvalores
4  TM3
,369índices.
 0,121
correlação
dos 0dois
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
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
fA  0,109  1,253NDVI
(Asraret al., 1984)
R2  0,965
2) Cultura de milho e soja
fA  0,205 1,254NDVI
R2  0,960
(Daughtry et al., 1992)
EXEMPLO
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
SEGUNDA ETAPA: Determinação da radiação global diária (Rg)
Rg  Ro (a  b n/N)
Em que :
(Angstrom)
Rg  radiação solar global (calcm-2dia -1 )
Ro  radiação solar em uma supefície
horizontalno topo da atmsofera (calcm-2dia -1 )
n  insolação diária
N  número diário possível de horas de sol na ára
de interesse
n/N  razão de insolação
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
RFA  0,47Rg
(R  0,99)
2
2) Dias em que 0,1 <= n/N <= 0,90
RFA  0,429Rg
(R2  0,965)
3) Dias em que n/N >= 0,90
RFA  0,496Rg
(R2  0,99)
EXEMPLO
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  0,5  Rg  0,5  291 145,5 calcm d
-2
1
 RFA segundo Assunção (1994)
n
N
 8,4
10,75
 0,781
CONTINUAÇÃO
Como 0,1 <= n/N <= 0,9, temos:
RFA  0,429 Rg  0,429 291 124,84 cal cm-2 d-1
ENTÃO, QUAL SERÁ A RFAA?
Considerando :
RFA  124,84 cal cm- 2di-1
fA  0,53003
temos que :
RFAA  fA  RFA  0,53003124,84
RFAA  66,169 cal cm d
-2
-1
OBS: Para obter a RFAA acumulada, desde a emergência até a maturação fisiológica,
basta somar a RFAA diária durante o período considerado.
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
Massa do Grão
G 
RFAAac
gMJ-1
Eficiência do uso da radiação para a produção de fitomassa
Fitomassa (g)
F 
RFAAac
gMJ
-1
Considerando as variações ambientais,
culturais e de manejo, temos que:

M
f
A
 RFA  Rg  dt
em que,  f A  RFA  Rg  dt  RFAAac
Em que:
M = fitomassa seca total produzida.