Uso do Sensoriamento Remoto
em Estatísticas Agropecuárias:
Cooperação CONAB - UFRGS
no Rio Grande do Sul
Histórico: UFRGS e dados de safras
•Projeto FAO (1990-92)
Município de Itaqui, RS
Estimativa de área
cultivada com arroz
em 4 safras seguidas
Método:
Interpretação visual.
Resultados:
superestimativas de ~10.000 ha
em relação aos dados oficiais
Acurácia obtida: ~95%
•Projeto Arroio
Duro (1993).
Município de
Camaquã, RS
• Projeto CONAB 1998/99
Estimativa de área cultivada
com soja em uma cena
Landsat no Rio Grande do Sul,
cobrindo 75 municípios.
Método:
Classificação digital
104 áreas de
acompanhamento em campo
Resultados:
Muitas diferenças com os
dados oficiais
Não foi possível avaliar a
acurácia da estimativa
Rio Grande
do Sul
• Projeto CONAB 1998/99
56°
Estimativa de
rendimento:
Y
Ym
=∏
i =1
(
ETr
52°
50°
28°
Modelo
agrometeorológico
n
54°
)
ETo
Sensibilidade
relativa
λi
30°
i
Período
Rendimento
relativo
Consumo
relativo
de água
32°
Monitoramento com
imagens NOAA (NDVI)
Área Significativa de
Produção de Soja
Estação Meteorológica
ESTADO DO
RIO GRANDE DO SUL
• Projeto CONAB 1998/99
Estimativa de
rendimento:
4000
3500
Observado
Estimado Modelo Agrometeorológico Reduzido
Estimado Órgãos Oficiais
3444
Rendimento (kg/ha)
3000
2422
2500
2099
1798
2000
1500
1466
1459
1000
500
0
Soja
Milho
Cultura
Comparação com estimativa oficial e com o rendimento
real de 84 lavouras de soja, correspondentes a uma área
total de 6.212,5 ha
• Projeto CONAB 1999/2000
Estimativa de área cultivada
com soja em 26 cenas Landsat,
1.187 municípios em 8 estados.
RR
AP
AM
MA
CE
PA
RN
PI
Método:
PB
PE
AC
Classificação digital
89 áreas amostrais em
campo: 12 no Mato Grosso,
52 no Paraná e 25 no Rio
Grande do Sul
AL
SE
TO
RO
BA
GO
DF
MT
MG
ES
MS
SP
PR
Resultados:
SC
Muitas diferenças com dados oficiais
RS
Avaliação de acurácia no RS: ~0,96
RJ
• Projeto CONAB 1999/2000
Monitoramento com imagens
NOAA (NDVI) decendiais:
Extração de perfis espectrais em
15 regiões com predominância
de soja (RS, PR e MS)
Verificou-se que NDVI NOAA
diferencia pixels com mais de
25% de soja
0,7
(b)
RIO GRANDE DO SUL
MATO GROSSO DO SUL
PARANÁ
0,6
0,5
0,4
NDVI
0,3
0,2
0,1
MAR
FEV
JAN
DEZ
NOV
OUT
SET
• Projeto CONAB 1999/2000
Estimativa de rendimento para o RS e PR (modelo
agrometeorológico-espectral):
2000
1643
1682
1674
1567
Rendimento (Kg/ha)
1600
1568
1200
800
400
0
OFICIAL
Parcial 1
Parcial 2
Reduzido
Completo
Modelos
2828Forma de estimativa
3000
2560
2517
2500
Rendimento (Kg/ha)
2115
2000
1500
1000
500
0
Oficial
Parcial
Reduzido
Modelos de Estimativa
Completo
• Projeto CONAB 1999/2000
PRODUÇÃO
ÁREA
CULTIVADA
x
RENDIMENTO
Estado
N° municípios
Área de soja (ha)
Rendimento (kg/ha)
Produção (ton)
PR
296
1.288.552,05
2.560
3.298.693,248
RS
286
1.457.731,89
1.674
2.440.243,184
• Projeto GEOSAFRAS: novo arranjo
institucional de cooperação
Método: amostragem
Safra 2003/2004 e 2004/2005:
20 municípios
Safra 2005/2006: 30 municípios
Instituições parceiras no RS:
Fundação Estadual de Pesquisas
Agropecuárias - FEPAGRO
Laboratório de Agrometeorologia
+1
+2
+5
9
+
+8
+7
+25
Uso das imagens no
levantamento por
amostragem:
Apoio para auxiliar na
localização dos pontos de
amostragem em campo.
Atividades executadas pela UFRGS no Geosafras
• Treinamento, acompanhamento e orientação no levantamento dos
pontos de amostragem em campo
• Outras pesquisas:
• Desenvolvimento e teste de metodologias para estimativas de
área cultivada através de imagens orbitais (mapeamento)
• Desenvolvimento e teste de metodologias para estimativa de
rendimento das culturas através de dados meteorológicos e
imagens orbitais
• Monitoramento da evolução dos cultivos
• Avaliação do resultado das estimativas de área e de
rendimento com base em dados de campo e comparação com
dados oficiais
Principais sensores/satélites utilizados: TM Landsat, CCD CBERS,
AVHRR NOAA e MODIS TERRA
Safra 2003/2004:
mapeamento da área cultivada com soja em 3 cenas Landsat e
duas cenas CBERS, 197 municípios
Acurácia: ~0,97 (200 pontos em 2 municípios)
Município
Landsat
CBERS
Cruz Alta
72.645,03
75.885,92
100.667,00
80.000,00
Jóia
47.056,59
49.401,72
64.266,00
64.000,00
Total
119.701,62 125.287,64
Amostragem
IBGE
164.933,00 144.000,00
Safra 2003/2004:
Avaliação de imagens MODIS
Estudo do comportamento do NDVI/MODIS de áreas
de soja ao longo do ciclo
NDVI Soja 2003-2004
0,900
0,850
0,800
0,750
0,650
0,600
0,550
0,500
0,450
Meses
02
_0
4
m
ar
01
_0
4
m
ar
v0
2_
04
fe
v0
1_
04
fe
ja
n0
2_
04
ja
n0
1_
04
02
_0
3
de
z
no
v0
1_
03
no
v0
2_
03
de
z0
1_
03
ou
t0
2_
03
0,400
ou
t0
1_
03
NDVI
0,700
Estimativa rápida de área cultivada com SOJA através de
imagens MODIS
Uso do Método de Limiar de diferença de NDVI
Áreas de Soja ao Norte Mapeadas
Imagem Novembro
Imagem Fevereiro
Subtração de Imagens Fev – Nov
Imagem Diferença com aplicação de Limiar
Estimativa rápida de área cultivada com SOJA através de
imagens MODIS
Uso de cruzamentos em SIG
Imagem Fevereiro (binária)
Imagem Novembro (binária)
Imagem Resultante:
Aplicação em Área
Piloto de Soja já
classificada com
Imagens Landsat
identificação de áreas
de soja
1. Imagem Landsat classificada
/pontos amostrais
2. Limiar de diferença de NDVI
Fevereiro - Novembro
3. Cruzamento de imagens
binárias em SIG.
Bons resultados
Expansão do
método para
identificação da
soja em todo o
RS: realçou
também as
áreas de arroz
Necessário
estudar o arroz
Safra 2005/2006:
Estimativa de área
cultivada com soja e
arroz em 11 cenas
Landsat
224/080
225/080
225/081
223/079
224/079
224/081
Estudo do
comportamento
espectral do arroz
irrigado com imagens
MODIS e aplicação
para identificação de
áreas de arros no RS
e Uruguai
222/080
223/080
223/081
223/082
221/079
222/079
222/081
222/082
222/083
221/080
221/081
221/082
221/083
220/080
220/081
220/082
Safra 2005/2006:
Estimativa de área
cultivada com arroz
irrigado em 7 cenas
Landsat
224/080
225/080
225/081
223/079
224/079
224/081
Método:
interpretação visual
222/080
223/080
223/081
223/082
221/079
222/079
222/081
222/082
222/083
221/080
221/081
221/082
221/083
220/080
220/081
220/082
Safra 2005/2006:
Estimativa de área
cultivada com arroz
irrigado
Resultados:
724.910,58 ha em 72
municípios (~73% da área
de arroz no RS)
Resultados:
Diferenças consideráveis
em relação às estimativas
oficiais;
Em 32 municípios
totalmente cobertos foram
contabilizados 61.889,99 ha
a mais;
Resultados do arroz
repetem tendência de
estudos anteriores: as
maiores diferenças são
para mais, em municípios
com grande área cultivada,
na Fronteira Oeste;
Falta avaliação de acurácia
N o me d o Munic íp io
Urug ua ia na
Ale g re te
Ita q ui
S ã o Bo rja
Sã o Se pé
Ma ça mb a rá
S ã o P e d ro d o S ul
Dile rma nd o d e Ag uia r
Ag ud o
Ma no e l Via na
Qua ra í
S ã o Fra ncis co d e As s is
P a ra ís o d o S ul
Ita curub i
J a g ua ri
R io P a rd o
S ã o J o ã o d o P o lê s ine
Ma ta
Ce rro Bra nco
No vo Ca b ra is
Mina s d o Le ã o
Ivo rá
Va le d o S o l
S ã o Ma rtinho d a S e rra
No va P a lma
Fa xina l d o S o turno
Do na Fra ncis ca
S a nto Antô nio d a s Mis s õ e s
S ã o Luiz Go nza g a
Hulha Ne g ra
Ga rrucho s
Ba rra d o Qua ra í
T o ta l
Ima g e ns La nd s a t
IBGE
D ife re nça
92414.79
71124.00
21290.79
60818.94
50000.00
10818.94
71370.36
62000.00
9370.36
50857.47
44360.00
6497.47
26084.97
19700.00
6384.97
21466.17
18140.00
3326.17
5805.90
4000.00
1805.90
3676.86
2100.00
1576.86
9206.01
8100.00
1106.01
5160.24
4150.00
1010.24
12812.22
12193.00
619.22
4654.08
4250.00
404.08
4091.94
3750.00
341.94
2328.39
2000.00
328.39
2717.91
2450.00
267.91
9701.91
9500.00
201.91
2097.72
1900.00
197.72
1770.30
1600.00
170.30
907.02
860.00
47.02
2045.88
2003.00
42.88
4006.17
4000.00
6.17
31.59
35.00
-3.41
833.22
900.00
-66.78
129.51
200.00
-70.49
59.94
175.00
-115.06
1799.64
2000.00
-200.36
2070.54
2300.00
-229.46
3293.19
3600.00
-306.81
77.49
400.00
-322.51
1066.50
1500.00
-433.50
463.95
930.00
-466.05
23068.17
24779.00
-1710.83
4 2 6 8 8 8 .9 9 3 6 4 9 9 9 .0 0 6 1 8 8 9 .9 9
1.0
Safra 2005/2006:
Imagens MODIS
0.8
NDVI
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
P41 225/80
P42 225/80
P43 225/80
IMAGEM
1.0
0.8
0.6
NDVI
Estudo do
comportamento
espectral do arroz
irrigado com imagens
MODIS: em
andamento, para
várias regiões,
baseado nas áreas
identificadas nas
imagen Landsat
0.4
0.2
0.0
-0.2
P26 224/80
P35 224/80
P39 224/80
P27 224/80
P36 224/80
P40 224/80
IMAGEM
P33 224/80
P37 224/80
P34 224/80
P38 224/80
Estrutura
básica dos
sistemas
nos EUA e
Comunidade
Européia
(Classificação)
SIG