Estimativa de parâmetros biofísicos de plantios de café a partir de imagens orbitais de alta resolução espacial

Remote sensing data are each time more available and can be used to monitor the vegetal development of main agricultural crops, such as the Arabic coffee in Brazil, since that the relationship between spectral and agronomical data be well known. Therefore, this work had the main objective to assess the use of Quickbird satellite images to estimate biophysical parameters of coffee crop. Test area was composed by 25 coffee fields located between the cities of Ribeirão Corrente, Franca and Cristais Paulista (SP), Brazil, and the biophysical parameters used were row and between plants spacing, plant height, LAI, canopy diameter, percentage of vegetation cover, roughness and biomass. Spectral data were the reflectance of four bands of QUICKBIRD and values of four vegetations indexes (NDVI, GVI, SAVI and RVI) based on the same satellite. All these data were analyzed using linear and nonlinear regression methods to generate estimation models of biophysical parameters. The use of regression models based on nonlinear equations was more appropriate to estimate parameters such as the LAI and the percentage of biomass, important to indicate the productivity of coffee crop.

Caracterização de feições oceanográficas na plataforma de Santa Catarina através de imagens orbitais

Este trabalho tem por objetivo identificar e caracterizar as feições oceanográficas de pequena e mesoescala que ocorrem na plataforma continental de Santa Catarina (SC). Foram empregadas imagens de temperatura e concentração de clorofila da superfície do mar (TSM e CSM), obtidas pelo sensor MODIS. Foi selecionada uma imagem diária para cada mês do ano de 2003, excetuando dezembro, onde procurou-se avaliar efeitos sazonais. As feições oceanográficas foram observadas através da aplicação de diferentes níveis de contraste e paletas de cores para realce. Foram identificadas feições como vórtices, meandros, cogumelos, plumas, filamentos, frentes e áreas de ressurgências. Os resultados indicam que no verão a distribuição superficial em mesoescala da temperatura é mais homogênea, levando a um número menor de feições observáveis. O fenômeno de ressurgência costeira em escala localizada ao sul da Ilha de SC e junto à costa foi observado nos meses de novembro, janeiro e fevereiro. Durante o outono e o inverno as imagens apresentaram maior grau de complexidade, principalmente devido à presença da frente costeira do Prata, com características de menor temperatura e maiores valores de clorofila.

Influência da resolução espacial de imagens orbitais na identificação de elementos da paisagem em Altamira-PA

Imagens do sensor TM/Landsat-5 referentes às bandas de TM1 a TM5 e TM7 do município de Altamira-PA, Brasil, da passagem de 20/7/1991, modificadas para 60, 100, 120, 200 e 250 m, foram utilizadas para avaliar a influência da resolução espacial na identificação de floresta, capoeira nova, capoeira madura e não-floresta. Mapas temáticos (um para cada resolução espacial) foram elaborados, considerando a aplicação de um algoritmo de classificação digital Bhattacharya (supervisionado), seguido da interpretação visual. A área de cada uma dessas categorias foi determinada em cada um dos mapas temáticos, tomando as imagens com 30 m de resolução espacial como referência. A exatidão de mapeamento foi avaliada, utilizando a exatidão global, o índice kappa e o índice Tau. Verificou-se que: a) as maiores discrepâncias em termos quantitativos ocorreram nos mapas gerados a partir das imagens com 200 m de resolução espacial; b) as categorias que dominavam a cena em termos espectrais e espaciais aumentaram à medida que a resolução espacial foi degradada; c) os mapas elaborados a partir de imagens com resolução espacial de 200 m apresentaram ligeira confusão na identificação dos temas; e d) a confusão espectral entre os temas não apresentou tendência linear com a gradativa degradação da resolução espectral.

Uso de imagens orbitais como base de dados para projetos de reforma agrária

Análises técnica e econômica foram realizadas em imagens dos sensores IKONOS, TM/Landsat 5, ETM+/Landsat 7 e CCD/CBERS, objetivando a verificação da viabilidade destas como base de dados em projetos de reforma agrária. Essas análises efetuadas e a situação de mercado indicaram que a imagem IKONOS apresenta excelente desempenho técnico, mas o custo de aquisição inviabiliza sua utilização como base de dados para a reforma agrária. A imagem do Landsat 7, com baixo custo de aquisição, apresentou grande viabilidade técnica para fins de reforma agrária. No entanto, a perda do contato com a plataforma Landsat 7 inviabilizou a compra de novas imagens do sensor ETM+. A imagem CCD/CBERS apresentou a segunda maior similaridade com a verdade de campo e o menor índice Kappa para a classificação. Apesar do baixo índice de exatidão para a classificação, as análises de custo, o lançamento do CBERS-2 e a possibilidade de correção dos problemas de radiometria podem tornar as imagens da plataforma CBERS-2 concorrentes de peso no mercado e, ainda, preencher a lacuna deixada pela perda do Landsat 7. A imagem do Landsat 5 apresentou o mais baixo desempenho técnico nas análises efetuadas. Entretanto, seu potencial como base de dados é amplamente reconhecido pelo INCRA, que ainda utiliza tais imagens. O declínio da vida útil do Landsat-5 atribui mais importância ao lançamento do CBERS-2.

Análise de mapas de represas publicados na web usando imagens orbitais CCD/CBERS no estado de Minas Gerais

Neste trabalho, bancos de dados públicos e gratuitos disponíveis na World Wide Web (WEB) foram utilizados para avaliar as áreas das superfícies dos espelhos d'água das represas de Furnas e do Funil, no Estado de Minas Gerais. O objetivo foi comparar as informações obtidas nos bancos da WEB com os valores das áreas calculadas a partir de imagens do sensor CCD a bordo dos satélites CBERS2 e CBERS2B. A área da represa de Furnas obtida a partir das imagens CCD/CBERS2B, ano 2008, foi de 1.138 km², mas nos bancos de dados consultados esta área estava entre 1.182 e 1.503 km². A represa do Funil, construída em 2003, com superfície de espelho d'água de 29,37 km² e uma ilha com área de 1,93 km² não aparecem nos bancos Atlas, Geominas, IGAM e IBGE. Os resultados mostraram algumas discrepâncias nos bancos de dados publicados na WEB, tais como diferenças em áreas e supressão ou extrapolação de limites do espelho d'água. Concluiu-se que, até o momento, os responsáveis por algumas publicações de bancos de dados no Estado de Minas Gerais não tiveram rigor suficiente com as atualizações. As imagens CCD/CBERS, que também são dados públicos disponíveis na WEB, mostraram ser produtos adequados para verificar, atualizar e melhorar as informações publicadas.

Estimativa de parâmetros biofísicos de plantios de café a partir de imagens orbitais de alta resolução espacial

O uso de recursos de sensoriamento remoto orbital constitui um grande avanço no levantamento de dados sobre a cafeicultura, sobretudo por seu caráter temporal e baixo custo. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi avaliar a utilização da imagem do satélite QUICKBIRD na determinação de parâmetros biofísicos importantes para a cultura cafeeira. Foram utilizados 25 talhões com plantios de café localizados entre os municípios de Ribeirão Corrente, Franca e Cristais Paulista (SP). Os parâmetros biofísicos utilizados foram os espaçamentos entre linhas e plantas, altura, IAF, diâmetro da copa, porcentagem de cobertura vegetal, rugosidade, variedade e biomassa. Foram utilizados valores de refletância real das bandas espectrais do satélite QUICKBIRD e os índices de vegetação NDVI, GVI, SAVI e RVI. A partir desses dados, foram feitas análises de regressão linear e não linear para a geração dos modelos de estimativa. A utilização de modelos de regressão baseados em equações não lineares mostrou-se mais adequado para determinar os parâmetros IAF e a porcentagem de biomassa, importantes como indicativos da produtividade da cultura cafeeira.

Análise quantitativa de pontos de controle para correção geométrica de imagens orbitais

Neste trabalho será feita uma análise da quantidade de pontos de controle para correção geométrica de imagens, mais especificamente, do satélite CBERS-I, utilizando o sensor CCD, através de análises estatísticas para o cálculo da quantidade de pontos e estudo quantitativo através da análise de variância da média dos resíduos obtidos de amostras de tamanhos variados. Os pontos de controle foram coletados com receptor GPS e foi utilizado um modelo polinomial de segunda ordem para a correção geométrica da imagem. Os resultados experimentais obtidos na análise da média para o cálculo da quantidade de pontos mostram que o erro residual tende a se estabilizar para a quantidade de pontos definidos pela estatística. Apresenta-se ao final, considerações iniciais sobre a aplicação desta proposta para diversos outros sensores, permitindo um maior aproveitamento destes na atualização cartográfica e na geração de cartas imagens.

Aerofotos convencionais e imagens orbitais TM/LANDSAT no mapeamento morfopedológico em Santa Bárbara D'Oeste (SP)

Foram estudados, com o auxílio de fotografias aéreas, aspectos qualitativos e quantitativos do relevo e da rede de drenagem de solos de uma área de Santa Bárbara D'Oeste, SP. Esta região compreende 14.625 ha, onde foram selecionadas bacias hidrográficas de 3ª ordem de ramificação e amostras circulares de 5km². As unidades de mapeamento simples ou associações de solos são: Latossolo Vermelho Escuro, Podzólico, Litossolo + Podzólico, Terra Roxa Estruturada + Latossolo Roxo distrófico. Após a caracterização das feições fisiográficas, da área de ocorrência desses solos, foram realizados dois mapas morfopedológicos. No primeiro utilizou-se fotografias aéreas verticais pancromáticas na escala 1: 35.000 (data de 25/6/78) e no segundo imagens orbitais do sensor Thematic Mapper do LANDSAT-5, nas bandas 3, 4 e 5 e composição colorida 3/4/5 na escala 1: 100.000 (data de 12/9/91). As análises qualitativas e quantitativas do relevo (índice de declividade média) e rede de drenagem (densidade de drenagem, freqüência de rios, razão de textura) mostraram-se eficientes na diferenciação das unidades de solo estudadas, tanto em bacias hidrográficas como em amostras circulares. A utilização de fotografias aéreas, permitiu maior riqueza de detalhes na precisão dos limites das unidades de mapeamento e no maior número de unidades de mapeamento discriminadas em relação as imagens orbitais. A composição colorida 3/4/5 permitiu diferenciar os Latossolos argilosos dos Latossolos de textura média, assim como o Latossolo Húmico.

Detecção de pistas de aeroporto em imagens orbitais utilizando morfologia matemática

The Brazilian Cartography presents great deficiency in cartographic products updating. This form, Remote Sensins techniques together Digital Processing Images - DPI, are contributing to improve this problem. The Mathematical Morphology theory was used in this work. The principal function was the pruning operator. With its were extracted the interest features that can be used in cartographic process updating. The obtained results are positives and showed the use potential of mathematical morphology theory in cartography, mainly in updating.

Um modelo para orientação de imagens orbitais baseado em feições retas

The aim of this paper is to present a model for orientation of pushbroom sensors that allows estimating the polynomial coefficients describing the trajectory of the platform, using linear features as ground control. Considering that pushbroom image acquisition is not instantaneous, six EOP (Exterior Orientation Parameters) for each scanned line must be estimated. The sensor position and attitude parameters are modeled with a time dependent polynomial. The relationship between object and image space is established through a mathematical model based on the equivalence between the vector normal to the projection plane in the image space and to the vector normal to the rotated projection plane in the object space. The equivalence property between planes was adapted to consider the pushbroom geometry. Some experiments with simulated data corresponding to CBERS scene (China-Brazil Earth Resource Satellite) were accomplished in order to test the developed model using straight lines. Moreover, experiments with points ground with the model based on collinearity equations adapted to the pushbroom geometry were also accomplished. The obtained results showed that the proposed model can be used to estimate the EOP of pushbroom images with suitable accuracy.

Proposição de rotina morfológica para detecção de malha viária em imagens orbitais

The outdating of cartographic products affects planning. It is important to propose methods to help detect changes in surface. Thus, the combined use of remote sensing image and techniques of digital image processing has contributed significantly to minimize such outdating. Mathematical morphology is an image processing technique which describes quantitatively geometric structures presented in the image and provides tools such as edge detectors and morphological filters. Previous studies have shown that the technique has potential on the detection of significant features. Thus, this paper proposes a routine of morphological operators to detect a road network. The test area corresponds to an excerpt Quickbird image and has as a feature of interest an avenue of the city of Presidente Prudente, SP. In the processing, the main morphological operators used were threshad, areaopen, binary and erosion. To estimate the accuracy with which the linear features were detected, it was done the analysis of linear correlation between vectors of the features detected and the corresponding topographical map of the region. The results showed that the mathematical morphology can be used in cartography, aiming to use them in conventional cartographic updating processes.

Fototriangulação em bloco de imagens orbitais com modelos rigorosos baseados em pontos e retas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de equações diferenciais parciais no tratamento de imagens orbitais

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Orientação exterior de imagens orbitais usando modelos rigorosos com feições retas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Evapotranspiração regional utilizando imagens orbitais para a Amazônia Oriental

A evapotranspiração (ET) foi espacializada através do algoritmo SEBAL para uma região de floresta primária na Amazônia Oriental (Caxiuanã, Pará). Para tal, utilizaram-se dados observacionais da torre micrometeorológica (localizada no interior desta floresta) em combinação com dados de origem orbital (imagens Modis/Acqua). Os primeiros resultados indicaram que, apesar da superestimativa, o SEBAL reproduz qualitativamente bem o padrão da variabilidade mensal da evapotranspiração para a região, principalmente para os meses da estação seca; em relação ao quantitativo, os resultados revelaram haver necessidade de acurácia no algoritmo. Para isso, calibrou-se o SEBAL a partir do saldo de radiação (Rn), com ajustes no albedo, na emissividade atmosférica e emissividade da superfície. As estimativas de ET geradas a partir deste SEBAL modificado apresentaram melhorias significativas na reprodução da variabilidade diária da evapotranspiração para a região, principalmente nos meses da estação chuvosa. Isto é, os ajustes realizados no algoritmo mostraram que as taxas de ET estimadas tornaram-se muito mais semelhantes às relatadas na literatura para a Amazônia, concordando melhor com a evapotranspiração observada. Através do SEBAL modificado foi possível também mapear o albedo, o saldo de radiação, o NDVI e a própria ET para duas vegetações distintas, encontradas dentro dos limites de Caxiuanã. A estimativa espacial destes parâmetros biofísicos foi coerentemente reproduzida para as duas vegetações, demonstrando que se o SEBAL modificado for aplicado a dados temporal e espacial de alta resolução, esta técnica pode ser rotineiramente utilizada, tornando-se uma ferramenta fundamental no monitoramento de necessidades hídricas e atmosféricas.