Identification of the spatial and temporal dynamics for estimating soybean crop area from MODIS images in the Rio Grande do Sul, Brazil

The objective of this study was to define a method for estimating soybean crop area in the Northern Rio Grande do Sul state (Brazil). Overall, six different remote sensing methods were proposed based on spectral-temporal profile and minimum and maximum values of NDVI/MODIS related to the stages of sowing, maximum development and harvesting of soybean areas. The resulting estimates were compared to official crop area data provided by the Brazilian government, using statistical analysis and the fuzzy similarity method. The performance of each method depended on information such as crop size, type of crop management, and sowing/harvesting dates. Regression coefficients of determination and fuzzy agreement values were above 0.8 and 0.45, respectively, for all methods. For operational monitoring of soybean crop area, the empirical threshold applied to the image difference with inclusion of harvest image method was the most effective, producing estimates that matched closely the official data. For spatial analysis the application of multitemporal images classification method is recommended that generated a map of better quality. The efficiency of these methods should be evaluated in the areas of soybean expansion in the state

Imagens de sensoriamento remoto no monitoramento da colheita da cana-de-açúcar Remote sensing images for monitoring the sugarcane harvest

A prática agrícola da queima da palha da cana-de-açúcar tem por finalidade facilitar a colheita manual. No Estado de São Paulo, essa prática está submetida a uma rigorosa legislação ambiental devido ao impacto negativo para o meio ambiente. Está previsto que a queima da cana deve ser gradativamente eliminada até 2017. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a área de cana colhida com e sem queima em todo o Estado de São Paulo. Para tal, foram utilizadas as imagens disponíveis do sensor TM a bordo do satélite Landsat-5. As imagens foram adquiridas de abril a dezembro de 2006, que corresponde ao período de colheita da cana. Essas imagens foram analisadas por meio de técnicas de processamento digital e interpretação visual. A área de cana colhida sem queima foi avaliada em 1.085.730 ha e corresponde a 34,7% do total da área mecanizável colhida. Isso atende à legislação ambiental que, para o ano de 2006, previa que 30% da área de cana fosse colhida sem queima. A sequência temporal de imagens adquiridas entre abril e dezembro permite identificar as áreas de cana colhidas sem queima e, portanto, distingui-las das áreas de cana colhidas com queima.The agricultural practice of burning the sugarcane straw has the intention of facilitating the manual harvest. In São Paulo state this practice is subjected to a rigorous environmental legislation, due to the negative impact for the environment. It is anticipated that sugarcane burning should gradually be eliminated until 2017. The present work has the objective of evaluating the sugarcane area harvested with and without burning in the entire state of São Paulo. For that purpose, available images from TM sensor, on board of Landsat-5 satellite, were used. Images were acquired from April to December 2006, which corresponds to the sugarcane harvest period. These images were analyzed by using digital processing and visual interpretation techniques. The sugarcane area harvested without burning was estimated as 1,085,730 ha and corresponds to 34.7% of the total mechanized harvested area. This is according to the expectation of 30% established by the environmental legislation for the year of 2006. The temporal image sequence acquired between April and December allows us to identify the sugarcane areas harvested without burning and, therefore, distinguish them from the sugarcane areas harvested with burning

Evaluation of simulated MAPSAR satellite data to distinguish agricultural crops in Brazil (submetido)

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Vegetation indices for remote sensing of beans (Phaseolus vulgaris L.)

As aplicações de sensoriamento remoto em estudos de culturas agrícolas têm feito uso extensivo dos índices de vegetação (IVs). Constituídos de duas ou mais bandas, servem para realçar as feições de vegetação e ao mesmo tempo minimizar efeitos espúrios, como solos ou efeitos angulares, ou ainda efeitos atmosféricos. Não se formou ainda opinião unânime sobre as propriedades dos IVs, ou seja, não existe consenso sobre a utilização dos diversos IVs nas situações variadas que existem na natureza. Este trabalho visa fazer uma avaliação de três dos mais importantes IVs quanto a suas variações, em função de três parâmetros relevantes em sensoriamento remoto: solos, ângulos de visada e ângulos de iluminação, num experimento fatorial com feijão, em quatro estádios de desenvolvimento. Constatou-se que as influências dos fatores sobre as bandas individuais constituintes dos IVs foram relevantes na compreensão dos efeitos sobre os IVs. Os IVs apresentaram diferenças significativas quanto aos solos, nos quatro estádios de crescimento da cultura. Já o ângulo de visada influenciou de forma significativa o NDVI (índice de Vegetação Diferença Normalizada) no estádio inicial de crescimento do feijão. Os IVs não foram afetados quanto ao ângulo de iluminação, quando a cultura cobriu totalmente o solo. Além disso, houve saturação do NDVI, enquanto o SAVI (Índice de Vegetação Ajustado para Solo) e o PVI (índice de Vegetação Perpendicular) continuaram a responder aos tratamentos, principalmente em decorrência de suas sensibilidades ao infravermelho.Vegetation indices (VIs) are an important tool in remote sensing of vegetation. These VIs are composed of two or more single bands and they are supposed to minimize some intervening effects such as soil background, view and illumination angles and atmospheric effects. However, there is a lack of knowledge on how different VIs behave on a developing crop over different soils and submitted to different viewing conditions; the exact role the bands play in the VIs under those conditions is to be understood. This paper describes an experiment in which bean (Phaseolus vulgaris L.) was planted on the same soil, but in a changing three soil backgrounds, under two view angles and four times of the day, in four dates along the crop cycle, and in randomly blocks design. It is shown that the analysis of individual bands is very important for understanding the behavior of VIs. Soils were statistically significant in all stages analyzed for the three VIs; however, the view angle was significant only for NDVI and for low ground cover. The illumination angle was significant for all VIs and for all ground covers, except for 100%. Moreover, there was an expected NDVI saturation as the ground cover increased while the SAVI and PVI keep on responding to treatments, mainly in function of their sensitivities to near infrared

Detecção de Heterodera glycines em plantio de soja mediante espectrorradiometria no visível e infravermelho próximo

O ataque do nematóide de cisto da soja, Heterodera glycines, limita o potencial de expansão e maior produtividade de áreas plantadas com soja (Glycine Max). O conhecimento da distribuição espacial desse patógeno na lavoura é fundamental, para elaboração de estratégias de manejo. A área em estudo estava localizada em lavoura de soja, variedade BRS133, localizada no Município de Florínea, SP, com solos naturalmente infestados por H. glycines. Foram obtidas medidas de espectrorradiometria de campo, 112 dias após o plantio, nas regiões do visível e do infravermelho próximo do espectro eletromagnético, a fim de se conhecer o padrão da resposta espectral de plantas atacadas pelo fitonematóide. Paralelamente, foram retiradas amostras de solo e encaminhadas ao Laboratório de Nematologia, Departamento de Fitossanidade da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Campus de Jaboticabal, onde foram processadas para determinação da densidade populacional do nematóide. As medidas do espectrorradiômetro foram transformadas em índice vegetativo, com diferença normalizada (NDVI), que foi relacionado com a densidade populacional do nematóide, peso da matéria fresca e número de vagens por planta. Observou-se que diferentes densidades de população estão diretamente relacionados com a resposta espectral das plantas expressa, através dos valores do NDVI.The damage caused by the soybean cyst nematode, Heterodera glycines, not only limits expansion of the soybean (Glycine Max) crop but also reduces the yield of soybeans in Brazil. Knowledge of the spatial distribution of this pathogen is needed in order to establish management measures. This study was conducted in Florínea County, São Paulo, Brazil, in a commercial soybean field, cultivar BRS133, previously known to be infected with H. glycines. In order to see the pattern of the spectral response of plants attacked by the phytonematode, field spectroradiometry measurements in the visible and near infrared regions of the electromagnetic spectrum were obtained 112 days after sowing. At the same time, soil samples were taken to the Laboratório de Nematologia do Departamento de Fitossanidade da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Campus de Jaboticabal, where they were processed and where the population density of the nematode was determined. The spectroradiometric measurements were transformed to the normalized difference vegetation index (NDVI) that was related to population density of the nematode, to fresh biomass and to pods per plant. It was observed that different population densities are directly related to the spectral response of the plants expressed by NDVI values

Geotecnologias para mapear lavouras de café nos estados de Minas Gerais e São Paulo

O uso operacional de imagens de satélites de sensoriamento remoto para mapear lavouras de café em grandes áreas, para fins de obtenção de estatísticas agrícolas confiáveis e oportunas, ainda se encontra em desenvolvimento. Diversos são os fatores que dificultam a correta identificação e mapeamento do parque cafeeiro. Contudo, os avanços tecnológicos observados nos últimos anos em termos de aquisição de imagens com melhor qualidade e em maior quantidade, bem como o desenvolvimento de novas ferramentas de análise, propiciam o desenvolvimento de um método operacional que pode contribuir na formação das estatísticas agrícolas oficiais do café no Brasil. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo relatar a metodologia e apresentar os resultados do mapeamento das áreas cultivadas com café nos Estados de Minas Gerais e São Paulo, utilizando imagens de sensoriamento remoto e técnicas de geoprocessamento. A abordagem metodológica consiste em quatro fases: a) restauração das imagens e georreferenciamento; b) classificação não supervisionada; c) interpretação visual na tela do computador para minimizar erros de omissão e inclusão, e d) determinação da área cultivada com café. Os resultados indicaram que a metodologia utilizada foi adequada para o mapeamento das lavouras de café de Minas Gerais e São Paulo