CHAPITRE I LES PAYS DE L’UEMOA : UNE SITUATION
5. Quelles perspectives ?
Para a correção radiométrica e atmosférica, utilizou-se o sistema computacional SCORADIS (Sistema de Correção Radiométrica de Imagens de Satélite), desenvolvido por ZULLO JR (1994). Este sistema baseia-se no modelo de transferência radiativa 5S (TANRÉ et al., 1990) e foi desenvolvido a partir de trabalhos experimentais realizados nas condições brasileira de atmosfera e clima. Ele permite a obtenção final de imagens com correções radiométrica e atmosférica. Inicialmente, esse sistema foi desenvolvido para corrigir imagens do TM/LANDSAT, HRV/SPOT e AVHRR/NOAA. Para correção da imagem do QUICKBIRD foram necessárias adaptações no programa original, correspondentes à inclusão das funções-filtro e dos coeficientes de calibração das bandas espectrais do satélite.
As imagens utilizadas para entrada no programa SCORADIS possuíam as seguintes características: QUICKIBIRD Multiespectral, 5750 colunas por 2043 linhas, com informações geográficas (datum de referência WGS-84, zona 23S); LANDSAT/TM, 506 colunas por 222 linhas. Os dados necessários para a entrada no sistema SCORADIS são: ângulos zenital e azimutal do sol; ângulos zenital e azimutal de visada; hora, dia, mês e ano de aquisição da imagem; longitude e latitude do centro da cena completa; tipo de modelo atmosférico dos gases; modelo, concentração e espessura ótica dos aerossóis; banda espectral; nome da imagem; número de linhas e colunas e nome da imagem de saída.
Para a correção das imagens dos dois satélites foi utilizada a metodologia descrita por NASCIMENTO (2006), onde a correção atmosférica é realizada a partir da entrada de dados atmosféricos fornecidos pelo sensor MODIS Terra, tais como, espessura óptica dos aerossóis (MOD04), coluna total de vapor d’água (MOD05) e carga total de ozônio (MOD07). As imagens contendo os dados do MODIS (Moderate
Resolution Imaging Spectroradiometer) foram coletadas no site da NASA5 (National
Aeronautics and Space Administration) sendo os valores extraídos com a utilização do
programa ENVI, versão 3.6. (ENVI, 2008). Os valores extraídos encontram-se detalhados na Tabela 5.
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Tabela 5: Descrição dos dados obtidos a partir do MODIS para entrada no SCORADIS LANDSAT- TM
(24/01/2006)
QUICKBIRD (05/02/2006)
Espessura óptica dos aerossóis 0,05 0,09
Coluna total de vapor d’água (g/cm2) 2,52 2,60
Carga total de ozônio (cm.atm) 0,26 0,26
Na Tabela 6, encontram-se os dados de chuva e temperatura dos dias que antecederam e sucederam a aquisição das imagens do QUICKBIRD e TM/LANDSAT.
Tabela 6: Dados de precipitação e temperatura da estação meteorológica de Franca (SP), com
destaque para as datas de aquisição das imagens do TM/LANDSAT e QUICKBIRD, respectivamente. Datas Temperatura máxima (ºC) Temperatura mínima (ºC) Precipitação (mm) 27/01/2006 32,5 21,9 0,0 26/01/2006 30,6 21,9 0,0 25/01/2006 30,0 20,4 0,0 24/01/2006 29,8 19,8 0,0 23/01/2006 30,0 19,6 0,0 22/01/2006 27,8 18,4 4,0 21/01/2006 26,4 16,8 32,0 08/02/2006 27,5 21,3 8,0 07/02/2006 30,0 22,4 0,0 06/02/2006 30,8 20,4 0,0 05/02/2006 29,9 20,4 0,0 04/02/2006 28,0 18,9 6,0 03/02/2006 28,4 19,3 0,0 02/02/2006 28,0 17,7 28,0 Fonte: www.agritempo.gov.br
3.4.2. Coleta dos valores digitais das imagens referentes aos talhões levantados em campo
As imagens corrigidas do QUICKBIRD e LANDSAT/TM foram recortadas, deixando-se somente a área do retângulo que envolvia a área de estudo. Os 30 talhões levantados em campo foram identificados e selecionados, primeiramente, na imagem do QUICKBIRD. Para selecionar automaticamente os talhões na imagem do TM/LANDSAT, foi necessário o georreferenciamento desta imagem, baseado na imagem do QUICKBIRD. O georreferenciamento foi realizado a partir da escolha da imagem base (imagem que fornece as informações geográficas, ou seja, a do QUICKBIRD) e da imagem a ser corrigida (TM/LANDSAT). Foram identificados pontos de controle localizados nas duas imagens, sendo que, a partir deles, corrigiu-se a imagem do TM/LANDSAT. O erro gerado pela correção (RMS) foi de 0,2679 pixel e, para a re-amostragem por interpolação, foi utilizado o método do vizinho mais próximo. Segundo CRÓSTA (1992), o método do vizinho mais próximo tem as vantagens da rapidez de computação e da preservação dos valores digitais originais da imagem.
A partir da localização exata dos talhões na imagem do TM/LANDSAT, excluíram-se os pixels mais externos (um pixel de toda a borda), minimizando, assim, a influência dos pixels das regiões vizinhas. Foram considerados talhões que, após a eliminação da borda, continham 10 pixels, no mínimo. Segundo LEONARDI (1990), esse valor é suficiente para representar o dossel do cafeeiro. Para a imagem do QUICKBIRD, além da eliminação dos pixels da borda, foram eliminados, também, os pixels dos carreadores, que são muito visíveis nessa imagem. Os valores de refletância real foram coletados para as bandas 1, 2, 3 e 4 do QUICKBIRD e para as bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 do TM/LANDSAT. O sistema de tratamento de imagens digitais utilizado para a extração desses valores foi o ENVI, versão 4.3 (ENVI, 2008).
3.4.3. Cálculo dos Índices de Vegetação
Para o cálculo dos Índices de Vegetação (IVs), foram utilizadas as imagens do TM/LANDSAT e do QUICKBIRD, após o pré-processamento, que corrigiu o efeito da atmosfera e transformou os números digitais originais em valores de refletância real (programa SCORADIS), e o georreferenciamento. Os índices foram calculados a partir da ferramenta de matemática de bandas disponível no software ENVI, versão 4.3 (ENVI, 2008). Os índices
calculados para as duas imagens foram SAVI, NDVI, GVI e o RVI (Equações 6, 7, 8 e 9, respectivamente).
• NDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada): Esse é um dos primeiros e mais utilizados índices de vegetação. Baseia-se na alta absorção e baixa reflexão devida à clorofila na região do vermelho e na alta refletância causada pelas estruturas internas da folha na região do infravermelho próximo do espectro eletromagnético. Ele pode saturar em vegetações densas com IAF (índice de área foliar) elevado. O valor de NDVI varia de -1 a 1, sendo que, geralmente, em vegetações verdes e saudáveis, o índice varia de 0,2 a 0,8 (ROUSE et al., 1973).
ܰܦܸܫ =ሺூିሻሺூାሻ
(6) onde, IVP é a refletância na faixa espectral do infravermelho próximo e V é a refletância na faixa espectral do vermelho.
• SAVI (Índice de Vegetação Ajustado ao Solo): proposto por HUETE (1988), possui a propriedade de minimizar os efeitos do solo de fundo no sinal da vegetação ao incorporar uma constante de ajuste de solo, o fator L, no denominador da equação do NDVI. O fator L varia com a característica da refletância do solo (calor e brilho) dependendo da densidade da vegetação que se deseja analisar. Para vegetação muito baixa, é sugerido utilizar o fator de L igual a 1,0. Para vegetação intermediária, 0,5, e para densidades elevadas, 0,25. Para este trabalho, foi utilizado o valor de 0,5 que, segundo HUETE (1988), minimiza a influência do solo de fundo para uma grande variação de índices de área foliar.
ܵܣܸܫ =ሺூିሻ.ሺଵାሻሺூାାሻ (7)
onde, IVP é a refletância na faixa espectral do infravermelho próximo, V é a refletância na faixa espectral do vermelho e L é a constante pra minimizar a influência do solo.
• GVI ou NG (Índice de Vegetação do Verde): a relação entre a banda do infravermelho próximo e do verde foi descrita, primeiramente, por TUCKER et al. (1980). Esse índice é muito utilizado na área agrícola, principalmente em imagens de alta resolução espacial, e serve
como indicativo da biomassa, porcentagem de cobertura dos dosséis, área foliar e quantidade de tecido fotossinteticamente ativo.
ܩܸܫ =ூீ
(8) onde, G é a refletância na faixa espectral do verde e IVP é a refletância na faixa espectral do infravermelho próximo.
• RVI (Índice Razão de Vegetação): foi apresentado por JORDAN (1969) e é expresso por uma razão simples entre a banda espectral do infravermelho próximo e a banda do vermelho. Utilizada em áreas densamente vegetadas, foi utilizado, inicialmente, para estimar a biomassa e o IAF de florestas tropicais. A quantidade refletida de radiação eletromagnética referente à região do vermelho alcança valores muito pequenos e, consequentemente, a razão aumenta sem limites.
ܴܸܫ =ூ