Modelos para estimativa de volume de árvores individuais pela morfometria da copa obtida com LiDAR.

A estimativa volumétrica, a partir do escaneamento digital de florestas por meio do uso do LIDAR, potencializa o emprego de técnicas de manejo de precisão no planejamento da exploração nas florestas tropicais. A utilização dessa tecnologia de sensoriamento remoto permite a incorporação de variáveis da morfometria de copa, ainda pouco empregadas e menos conhecidas em decorrência da dificuldade de coleta em campo. O objeto deste estudo foi construir equações capazes de estimar o volume do fuste de árvores individuais dominantes e codominantes, a partir da morfometria da copa obtida por meio do LIDAR aerotransportado, considerando duas situações de inventário florestal: a) com a coleta do DAP, conjuntamente com as variáveis morfométrica da copa obtidas pelo LIDAR e b) apenas com os dados de morfometria de copa. Para seleção dos modelos foram considerados: a matriz de correlação das variáveis preditoras e a combinação das variáveis que geraram os melhores resultados estatísticos pelos critérios Syx, Syx(%) e Pressp, e que foram homocedásticos e com disposição dos resíduos normais e independentes. Para as melhores equações foram realizadas análise de influência. Os resultados estatísticos do ajuste dos modelos para as duas situações permitiram selecionar equações com e sem DAP, com resultados R2 aj.(%) de a) 92,92 e b) 79,44; Syx (%) de a) 16,73 e b) 27,47; e, critério de Pressp de a) 201,15 m6 e b) 537,47 m6, respectivamente. Por meio das variáveis morfométricas, foi possível desenvolver equações capazes de estimar com precisão o volume do fuste de árvores dominantes e codominantes em florestas tropicais.

Indicadores agrometeorológicos obtidos com imagens MODIS na bacia hidrográfica do rio Paracatu.

Para análises dos parâmetros hídricos e de vegetação com ênfases em pivôs de irrigação, usou-se o produto MODIS MOD13Q1, em conjunto com dados agrometeorológicos nas áreas envolvidas pelos municípios do Noroeste de Minas Gerais, dentro da bacia hidrográfica do Rio Paracatu. A Evapotranspiração atual (ET) e a produção de biomassa (BIO) foram obtidas em toda a região de estudo sob diferentes condições termo hídricas, com aplicações do algoritmo SAFER e de Monteith. A produtividade da água (PA) nas áreas com pivôs, na maioria com a cultura do milho, foi estimada como a razão da BIO pela ET e e o resultado multiplicado pelo índice de colheita (IH) para dar a produtividade da água da cultura (PAC). A razão da ET para a evapotranspiração de referência (ET0) foi utilizada na elaboração de um modelo relacionando o coeficiente de cultura (Kc) e os graus-dias acumulados (GDac). Os resultados indicaram que a dinâmica dos parâmetros biofísicos em diferentes agros-ecossistemas pode ser monitorada nas resoluções espacial de 250 m e temporal de 16 dias e que o Kc determinado com imagens MODIS usados operacionalmente no manejo de irrigação.

Aplicação de modelo agrometeorológico espectral no perímetro irrigado da bacia do São Francisco, utilizando imagens RAPIDEYE.

O objetivo do trabalho foi aplicar o modelo SAFER (Simple Algorithm For Evapotranspiration Retrieving) com a finalidade de analisar os parâmetros biofísicos na área do Perímetro Irrigado de Jaíba, na Bacia do São Francisco. Foram obtidos dados meteorológicos e imagens do satélite RapidEye (resolução de 5m), referente aos dias 26 de junho de 2013 e 29 de abril de 2014. Os valores médios diários do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) foram 0,29±0,16 e 0,43±0,18, para 2013 e 2014, respectivamente. Na imagem de 2013 foram observados valores superiores de temperatura da superfície (Ts) (303,08±2,26 K) aos observados em 2014 (296,14±2,32 K). A evapotranspiração (ET) média diária de toda a cena de 2013 foi 0,43±0,96 mm e valor máximo de 6,11. Em 2014, os valores de ET médios diários foram de 2,19±2,01mm. Conforme estudos anteriores, a caatinga converte a maior parte da energia disponível em calor sensível (H), enquanto as culturas irrigadas apresentam altos valores de ET. Com imagens de alta resolução espacial, sem a banda termal, foi possível obter os parâmetros biofísicos da superfície possibilitando o monitoramento em nível de pivô central e talhões de culturas irrigadas, auxiliando o uso racional da água em tempos de deficiência hídrica.

Avaliação ambiental de manguezais adjacentes aos campos petrolíferos de Macau e Serra (RN), como subsídio às medidas mitigadoras ao processo erosivo

Among the various effects caused by the climate change and human intervention, the mangrove ecosystem changes through of the years has been worth mentioning, which hasn t known which are the pros and cons for the adjacent coastal and estuarine environments yet. It happens due to the present dynamism in these areas, besides of the difficult understanding of the processes associated with evolution. This study aimed to environmentally evaluate adjacent mangroves from the Macau and Serra oil fields, located on Rio Grande do Norte northern coast, to support the mitigating actions related to the containment of the erosive process, as well as, according to the principles of the Clean Development Mechanism (CDM), to assess the amount of atmospheric carbon sequestered by the studied ecosystem. An inventory was conducted through mangrouve mapping which has supplied this research, especially regarding to the structural characterization of mangrove areas. To understand the local mangrove behavior in a greater level detail, techniques of remote sensing, GIS and GPS were used to make an analogy between the current and past states of the mangrove studied, allowing to make anticipated projections for the future impacts or changes in that region. This study combined data from multispectral LANDSAT 5 TM, Landsat 7 ETM+ with radar microwave data from SAR RADARSAT-1, which increased the interpretation capacity of the data from optical sensor systems. The interpretations have been supported by the data field, representing a better and innovative methodology for the environmental and taxonomic characterization of mangrove forests considered. The results reveal that mangroves of the Ponta do Tubarão Sustainable Development Reserve are biologically representative areas and providing a variety of benefits, especially for local communities, constituting the priority sites for actions development aimed at conservation. They also have been showing the necessity to make mitigating measures in order to recover degraded areas through reforestation or creating new areas of mangrove, as currently 7.1% of the mangrove forests studied are dead or in an advanced state of decomposition. The amount of atmospheric carbon sequestered proved very significant when analyzed for the whole area, which is able to sequester atmospheric 4,294,458 Ton CO2 per year

High spatial resolution land use and land cover mapping of the Brazilian Legal Amazon in 2008 using Landsat-5/TM and MODIS data.

Understanding spatial patterns of land use and land cover is essential for studies addressing biodiversity, climate change and environmental modeling as well as for the design and monitoring of land use policies. The aim of this study was to create a detailed map of land use land cover of the deforested areas of the Brazilian Legal Amazon up to 2008. Deforestation data from and uses were mapped with Landsat-5/TM images analysed with techniques, such as linear spectral mixture model, threshold slicing and visual interpretation, aided by temporal information extracted from NDVI MODIS time series. The result is a high spatial resolution of land use and land cover map of the entire Brazilian Legal Amazon for the year 2008 and corresponding calculation of area occupied by different land use classes. The results showed that the four classes of Pasture covered 62% of the deforested areas of the Brazilian Legal Amazon, followed by Secondary Vegetation with 21%. The area occupied by Annual Agriculture covered less than 5% of deforested areas; the remaining areas were distributed among six other land use classes. The maps generated from this project ? called TerraClass - are available at INPE?s web site (http://www.inpe.br/cra/projetos_pesquisas/terraclass2008.php)

Potencialidade do sensor Worldview II na detecção de hematita e goethita em solos tropicais

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Geociências Aplicadas, 2016.

Índices de vegetação SAVI, NDVI e temperatura de brilho na caracterização da cobertura vegetativa do Distrito de Irrigação dos Tabuleiros Litorâneos do Piauí - DITALPI.

O uso de imagens de satélite é um dos caminhos mais econômicos e representativos do comportamento agrícola de uma propriedade, pois as informações contidas nas imagens orbitais fornecem respostas rápidas, confiáveis e essenciais para o mapeamento eficiente dessas áreas. Dentre as informações obtidas pelas imagens estão os índices de vegetação (IV), geralmente, a vegetação em bom desenvolvimento vegetativo absorve a radiação na região do visível para a realização a fotossíntese. A intensidade da resposta é mais relevante quanto mais desenvolvida estiver a planta, portanto, o IV reflete o estado de desenvolvimento da cultura, bem como a probabilidade de rendimento. Dentre os índices mais utilizados atualmente destaca-se o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), bastante utilizado nos estudos de caracterização e monitoramento da vegetação. Possui uma escala de variação linear entre ? 1 e 1, é indicador da quantidade e condição da vegetação, estando ligado diretamente ao tipo, a densidade e umidade da superfície. Huete (1988) propôs uma modificação do NDVI com intuito de minimizar os efeitos da variabilidade, do tipo e densidade da vegetação, criando assim o Índice de Vegetação ajustado ao Solo (SAVI). O objetivo do estudo é espacializar, gerar mapas temáticos, e verificar através dos IV?s as condições de cobertura vegetal dos solos no DITALPI, no ano de 2014, a partir de análises espectrais de imagens do satélite Landsat - 8, sensor OLI e TIRS, utilizando técnicas de sensoriamento remoto.

Levantamento detalhado dos solos e a viticultura de precisão.

Os solos ocupam áreas e não meramente pontos, devendo ser estudados como entidades e, isto somente pode ser feito no campo onde podem ser integralmente observados em seu meio. O objetivo do levantamento detalhado dos solos nas parcelas A, B e E dos vinhedos Graciema e Leopoldina da vinícola Miolo foi o de determinar as características dos solos ali existentes, classificar os mesmos em unidades definidas no Sistema Taxonômico Brasileiro, de acordo com nomenclatura padronizada, estabelecer e locar seus limites sob um sistema de coordenadas além de prever e determinar sua adaptabilidade para diferentes produtos vinícolas. Foram descritos e coletados quatro perfis de solo, e coletadas 125 amostras de solo para análise de fertilidade. Também foi determinada a capacidade de armazenamento de água, a estabilidade de agregados em água, macro e micro porosidade, porosidade total, densidade do solo, frações grosseiras do solo, areia, silte e argila de cada horizonte do solo. Os Cambissolos apresentam alta saturação por bases, os Argissolos alta saturação por alumínio enquanto que os Neossolos além do alto conteúdo de carbono orgânico são muito pedregosos. A colheita e a vinificação da uva deverão ser feitas por classe de solo. Foram identificadas três classes taxonômicas (ordem) e dez unidades de mapeamento na escala 1:500.

Utilização de imagens do ALOS/PALSAR no mapeamento digital de atributos físicos dos solos.

O levantamento e a análise da espacialização dos atributos do solo através de ferramentas de geoestatística são fundamentais para que cada hectare de terra seja cultivado segundo as suas reais aptidões. As imagens de radar de abertura sintética (SAR) têm um grande potencial para a estimação de umidade do solo e, desta forma, estes sensores podem auxiliar no mapeamento de propriedades físicas e físico-hídricas dos solos. O objetivo geral deste estudo foi avaliar o potencial de utilização de imagens de radar (micro-ondas) ALOS/PALSAR na identificação de solos em uma área da Formação Botucatu, dominada por solos de textura arenosa e média no município de Mineiros - GO. A área tem aproximadamente 946 ha, com o relevo da região variando de plano a suave ondulado e geologia da área é composta basicamente, por Arenitos da Formação Botucatu. No presente estudo foram amostrados 84 pontos para calibração e 25 pontos para validação, coletados nas profundidades de 0-20 cm e 60-80 cm. As amostras de solo analisadas para a determinação de areia, silte, argila, capacidade de campo (CC), ponto de murcha permanente (PMP) e água total disponível (AD). Para o desenvolvimento do trabalho foram adquiridas imagens de cinco datas e diferentes polarizações, totalizando 14 imagens, que foram processadas para a correção geométrica e correção radiométrica, utilizando o MDE. Também foram gerados covariáveis dos atributos do terreno: elevação (ELEV), declividade (DECLIV), posição relativa da declividade (PR-DECL), distância vertical do canal de drenagem (DVCD), fator-ls (FATOR-LS) e distância euclidiana (D-EUCL). A predição dos atributos do solo foi realizada utilizando os métodos Random Forest (RF) e Random Forest Krigagem (RFK), tendo como covariáveis preditoras as imagens de radar e os atributos do terreno. O processamento das imagens do radar ALOS/PALSAR possibilitou as correções geométrica e radiométrica, transformando os dados em unidades de coeficiente de retroespalhamento (?º) corrigidos pelo modelo digital de elevação (MDE). As imagens adquiridas representaram de forma ampla as variações de ?º ocorridos em diferentes datas. Os solos da área de estudo são predominantemente arenosos, com a maioria dos pontos amostrados classificados como NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS, seguidos dos LATOSSOLOS. Os modelos RF empregados para a predição dos atributos físicos e físico-hídricos dos solos proporcionaram a análise da contribuição das covariáveis preditoras. Os atributos do terreno que exerceram maior influência na predição dos atributos estudados estão relacionados à elevação. As imagens de 03/05/2009 (HH1, VV1, HV1 e VH1) e 26/09/2010 (HH3 e HV3), obtidas em períodos mais secos, tiveram melhores correlações com os atributos do solo. As análises dos semivariogramas dos resíduos da predição dos modelos RF demonstraram maior dependência espacial na camada de 60 a 80 cm. A abordagem da Krigagem somada ao modelo RF contribuíram para a melhoria da predição dos atributos areia, argila, CC e PMP. O uso de imagens de radar ALOS/PALSAR e atributos do terreno como covariáveis em modelos RFK mostrou potencial para estimar os atributos físicos (areia e argila) e físico-hídricos (CC e PMP), que podem auxiliar no mapeamento de solos associados aos materiais de origem da Formação Botucatu.

Dinâmica espaço-temporal da temperatura de superfície, da bacia do rio Corumbataí, SP utilizando imagens do sensor TM/Landsat.

Neste estudo foram empregados sistemas de informações geográficas e técnicas de sensoriamento remoto para investigar o efeito do uso e cobertura do solo sobre a temperatura da superfície do solo (TSS) nos anos de 1985, 1990, 1995, 1999, 2002 e 2011, na bacia do Rio Corumbataí (BRC), SP. O padrão espacial da TSS foi derivado de imagens do satélite Landsat, por meio da banda termal do sensor TM. Estudou-se a relação entre os índices NDVI, NDBI, MI e da altitude com a TSS. A TSS da BRC foi crescente até o ano de 1999 e reduziu até o ano de 2011. O padrão espacial da TSS foi influenciado pelo uso e cobertura do solo. Houve correlação negativa da TSS com o NDVI e MI e positiva com o NDBI. Áreas de pastagem e áreas de cana-de-açúcar colhidas podem atingir TSS superiores às áreas urbanas, dependendo das condições de umidade do ambiente. Conclui-se que os dados do TM/Landsat associados aos dados coletados em campo, apresentam potencial para identificação de padrões térmico-hídricos em estudos de bacias hidrográficas.

O USO DE GEOTECNOLOGIAS NA ANÁLISE DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NAS METROPOLE DE SÃO PAULO

O rápido crescimento demográfico nas grandes cidades gera conseqüências em zonas que geralmente não estão preparadas para a brusca ampliação. Em um espaço intensamente ocupado e sem planejamento proliferam problemas que comprometem profundamente a qualidade de vida da população.  A análise e diagnóstico da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) é delineada com base na utilização de sistemas de geoprocessamento (SIG) e produtos de sensoriamento remoto. A análise envolve a descrição quantitativa e qualitativa dos diversos eixos temáticos (vegetação, recursos hídricos, uso e ocupação do solo e clima urbano) visando o estudo do clima urbano e sua relação com a qualidade ambiental. Um banco de dados de atributos espaciais integrou as técnicas de geoprocessamento através do uso de imagens de alta resolução. O eixo temático clima urbano contemplará o uso de séries temporais de imagens do TM e ETM+/LANDSAT no infravermelho termal para a identificação da configuração das ilhas de calor. A análise de dióxido de carbono será realizada com a distribuição espacial da intensidade de tráfego urbano de São Paulo, bem como através de dados das Instituições Ambientais e o produto final pode contribuir no subsídio às políticas públicas locais.

Avaliação da dinâmica do carbono na fitomassa de cana-de-açúcar e pastagem.

A avaliação na alteração dos estoques de carbono na fitomassa agrícola ocorreu em uma área de 51.650 km2, compreendendo 125 municípios das regiões, central, norte e nordeste do Estado de São Paulo. Essas regiões possuem as cadeias de produção especializadas da cana-de-açúcar e das pastagens que estão presentes em praticamente quase todos os municípios da região e competem por área. Por meio da investigação do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) e da interpretação de imagens do sensor Thematic Mapper (TM), avaliou-se a mudança de uso e cobertura da terra nos anos de 1988 e 2015. A expansão a área de cana-de-açúcar acelerou-se significativamente em toda a região e nos últimos 27 anos a área cultivada passou de 1.085.900 ha (21% da área de estudo) para 1.966.445 ha (38% da área de estudo). As áreas de pastagens reduziram-se de 1.397.724 ha (26% da área de estudo) para 684.323 ha (13% da área de estudo). A análise dos dados revelou que a cana-de-açúcar é capaz de acumular 107,2 t.ha.-1.ano-1 de carbono na fitomassa, enquanto as pastagens cultivadas somente 11,7 t.ha.-1.ano-1 de carbono. Em 1988 toda a área de cana-de-açúcar retinha na fitomassa 116 milhões de toneladas de CO2 e em 27 anos esse acúmulo passou para 211 milhões de toneladas de CO2 .ano-1. Constata-se com isso que o carbono pode, ao menos em parte, ser recomposto pelos agroecossistemas durante o subsequente uso do solo. Dos 125 municípios avaliados, 118 deles apresentaram elevação do carbono acumulado na fitomassa devido a incorporação de áreas de pastagens por cana-de-açúcar, num total de 592 mil ha. Somente nas áreas de pastagens que foram substituídas por cana-de-açúcar nesses 27 anos, promoveu-se a remoção de 54 milhões de toneladas de CO2 da atmosfera.

Mapeamento do risco de incêndio na bacia do Alto Paraguai utilizando dados AVHRR-NOAA.

Na Bacia do Alto Paraguai o fogo é muito utilizado para manejo de pastagens, principalmente durante a estação seca. A determinação do risco de incêndio em áreas de vegetação é uma informação importante par auxiliar as práticas de manejo adequado ao uso do fogo. O objetivo deste trabalho foi realizar o mapeamento do risco de incêndio na Bacia do Alto Paraguai utilizando dados AVHRR-NOAA. A análise dos perfis temporais da Banda 1 e do NDVI nos meses de agosto, setembro e outubro de 2004 a 2008, em conjunto com os focos de calor detectados nas imagens NOAA, permitiu caracterizar o decréscimo da umidade da vegetação que proporciona a condição para ocorrência de incêndios. Os resultados mostraram que valores do fator de refletância da Banda 1 maiores que 5% e valores do NDVI menores que 0,40, podem estimar alto grau de risco de incêndio. O mapeamento do risco de incêndio utilizando dados AVHRR-NOAA demonstrou ter forte correlação com os focos de calor detectados nas imagens NOAA. O método mostrou ser viável e pode ser refinado para integrar os sistemas de prevenção de incêndio para alerta de queimadas e para tomadas de decisão para controle do fogo.

Identificação de padrões de vegetação ciliar em imagens CBERS e respectivo estado de conservação.

A importância que a vegetação de margem de rios representa para o meio ambiente exercendo funções tais como proteção de mananciais e do solo e manutenção do equilíbrio ecológico do ecossistema, faz com que seja fundamental a sua conservação. Este trabalho tem por objetivo identificar padrões de vegetação ciliar em imagens CBERS do Mato Grosso do Sul e seu respectivo estado de conservação. Foram utilizadas imagens do sensor CCD do satélite CBERS-2B do ano de 2007 e informações de campo, coletadas em 368 pontos de imagem referentes a 14 desses 368 pontos que representam áreas de vegetação ciliar ocupadas por campos úmidos, vegetação arbustiva e vegetação arbórea, além de áreas impactadas por cultivo de arroz, desmatamentos, implantação de pasto exótico, erosão e assoreamento de cursos d'água. De maneira geral, a vegetação ciliar do Estado encontra-se impactada ou ausente na maior parte das áreas observadas.

Análise da evolução do uso da terra na zonal rural de Campinas, SP, de 2012 a 2014.

A expansão das áreas urbanizadas sobre as áreas rurais faz com que os locais de produção agrícola e de vegetação nativa percam espaço para as áreas com solo impermeabilizado. Estudar alterações no uso do solo ao longo do tempo, focando nas áreas rurais, permite entender o processo de urbanização e os seus impactos na zonal rural. A área de estudo compreende a zona rural do Município de Campinas, SP. Para a análise do uso do solo, foram utilizadas imagens de alta resolução (satélite WorldView 2, resolução de 0,5 m) do ano de 2014, que foram comparadas às imagens para o ano de 2012. Foram definidas as classes de uso do solo: corpo d'água (CA), vegetação herbácea (VH), vegetação arbórea (VA), área de silvicultura (AS), área de lavouras (AL), solo exposto (SE) e área urbanizada (AU). A análise das imagens por interpretação visual revelou que as classes VA (231 ha), SE (251 ha) e AU (67 ha) aumentaram 3,79%, 58,25% e 3,20%, respectivamente. Esses aumentos ocorreram principalmente em antigas áreas de VH, classe que teve sua área reduzida em 448 ha, ou seja, diminuiu 2%. O avanço sobre as áreas anteriormente identificadas como VH e AL deu-se principalmente por SE, possivelmente utilizado para loteamentos ou obras de infraestrutura, como estradas. O crescimento de VA sugere abandono de áreas e regeneração da vegetação.