Discrimination And Biophysical Characterization Of Brazilian Cerrado Physiognomies With Eo-1 Hyperspectral Hyperion

The savanna, typically found in the sub-tropics and seasonal tropics, are the dominant vegetation biome type in the southern hemisphere, covering approximately 45% of the South America. In Brazil, the savanna, locally known as "cerrado," is the most intensely stressed biome with both natural environmental pressures (e.g., the strong seasonality in weather, extreme soil nutrient impoverishment, and widespread fire occurrences) and rapid/aggressive land conversions (Skole et al., 1994; Ratter et al., 1997). Better characterization and discrimination of cerrado physiognomies are needed in order to improve understanding of cerrado dynamics and its impact on carbon storage, nutrient dynamics, and the prospect for sustainable land use in the Brazilian cerrado biome. Satellite remote sensing have been known to be a useful tool for land cover and land use mapping (Rougharden et al., 1991; Hansen et al., 2000). However, attempts to discriminate and classify Brazilian cerrado using multi-spectral sensors (e.g., Landsat TM) and/or moderate resolution sensors (e.g., NOAA AVHRR NDVI) have often resulted in a limited success due partly to small contrasts depicted in their multiband, spectral reflectance or vegetation index values among cerrado classes (Seyler et al., 2002; Fran a and Setzer, 1998). In this study, we aimed to improve discrimination as well as biophysical characterization of the Brazilian cerrado physiognomies with hyperspectral remote sensing. We used Hyperion, the first satellite-based hyperspectral imager, onboard the Earth Observing-1 (EO-1) platform

Prime Focus Spectrograph (PFS) for the Subaru Telescope: Overview, recent progress, and future perspectives

PFS (Prime Focus Spectrograph), a next generation facility instrument on the 8.2-meter Subaru Telescope, is a very wide-field, massively multiplexed, optical and near-infrared spectrograph. Exploiting the Subaru prime focus, 2394 reconfigurable fibers will be distributed over the 1.3 deg field of view. The spectrograph has been designed with 3 arms of blue, red, and near-infrared cameras to simultaneously observe spectra from 380nm to 1260nm in one exposure at a resolution of ~1.6-2.7A. An international collaboration is developing this instrument under the initiative of Kavli IPMU. The project is now going into the construction phase aiming at undertaking system integration in 2017-2018 and subsequently carrying out engineering operations in 2018-2019. This article gives an overview of the instrument, current project status and future paths forward.Comment: 17 pages, 10 figures. Proceeding of SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation 201

MACROECOLOGIA, BIOGEOGRAFIA E ÁREAS PRIORITÁRIAS PARA CONSERVAÇÃO NO CERRADO

revista vol 13 nº 3.indd Há consenso entre os cientistas de que a há atualmente uma “crise da biodiversidade”, resultado da constante e intensa perda de habitat natural causada pela expansão da ocupação. Como a biologia da conservação tem sido muitas vezes reconhecida como uma ciência da crise, ela deve fornecer informações capazes de mediar, de forma mais científica possível, as tomadas de decisão que são necessárias. Dentre estas, uma das mais importantes é indicar regiões prioritárias para a conservação, já que por motivos óbvios não é possível preservar todos os ecossistemas por inteiro. Nesse contexto, recentemente sugeriu-se que a aplicação de princípios, teorias e análises provenientes da biogeografia e da macroecologia seriam importantes na Biologia da Conservação, formalizando uma abordagem que tem sido denominada “Biogeografia da Conservação”. Assim, o objetivo deste artigo é discutir e revisar esses componentes da biogeografia da conservação, utilizando uma abordagem macroecológica para desenvolver e aplicar métodos de planejamento sistemático em conservação, utilizando o bioma Cerrado como um modelo de estudo. Foram discutidos inicialmente os padrões de riqueza e diversidade beta e, em um segundo momento, como esses padrões podem ser correlacionados à ocupação humana do Bioma. Essa relação é fundamental para subsidiar a aplicação de modelos de planejamento sistemático de conservação em escala regional (análises de insubstituibilidade, complementaridade e de lacunas). É preciso considerar também que há sérias falhas de conhecimento sobre os padrões de biodiversidade na região e que a escolha de grupos indicadores pode ser importante para minimizar problemas gerados pela falta de conhecimento. Assim, essa abordagem é interessante em um cenário de grandes incertezas (ausência de dados detalhados) e de rápida transformação da paisagem, possibilitando a otimização de estudos em grandes escalas e depois transferir os resultados para escalas espaciais mais locais e realmente relevantes para a conservação. Nessas regiões, podem ser realizados, em um segundo momento, estudos mais detalhados a fim de avaliar padrões de viabilidade populacional, fragmentação de habitat e regiões potenciais de manutenção da diversidade genética

Progress with the Prime Focus Spectrograph for the Subaru Telescope: a massively multiplexed optical and near-infrared fiber spectrograph

The Prime Focus Spectrograph (PFS) is an optical/near-infrared multi-fiber spectrograph with 2394 science fibers, which are distributed in 1.3 degree diameter field of view at Subaru 8.2-meter telescope. The simultaneous wide wavelength coverage from 0.38 um to 1.26 um, with the resolving power of 3000, strengthens its ability to target three main survey programs: cosmology, Galactic archaeology, and galaxy/AGN evolution. A medium resolution mode with resolving power of 5000 for 0.71 um to 0.89 um also will be available by simply exchanging dispersers. PFS takes the role for the spectroscopic part of the Subaru Measurement of Images and Redshifts project, while Hyper Suprime-Cam works on the imaging part. To transform the telescope plus WFC focal ratio, a 3-mm thick broad-band coated glass-molded microlens is glued to each fiber tip. A higher transmission fiber is selected for the longest part of cable system, while one with a better FRD performance is selected for the fiber-positioner and fiber-slit components, given the more frequent fiber movements and tightly curved structure. Each Fiber positioner consists of two stages of piezo-electric rotary motors. Its engineering model has been produced and tested. Fiber positioning will be performed iteratively by taking an image of artificially back-illuminated fibers with the Metrology camera located in the Cassegrain container. The camera is carefully designed so that fiber position measurements are unaffected by small amounts of high special-frequency inaccuracies in WFC lens surface shapes. Target light carried through the fiber system reaches one of four identical fast-Schmidt spectrograph modules, each with three arms. Prototype VPH gratings have been optically tested. CCD production is complete, with standard fully-depleted CCDs for red arms and more-challenging thinner fully-depleted CCDs with blue-optimized coating for blue arms.Comment: 14 pages, 12 figures, submitted to "Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy V, Suzanne K. Ramsay, Ian S. McLean, Hideki Takami, Editors, Proc. SPIE 9147 (2014)

Padrões de autocorrelação espacial de índices de vegetação MODIS no bioma cerrado

Embora os índices de vegetação MODIS estejam sendo extensivamente investigados quanto ao seu potencial para o mapeamento e monitoramento biofísico do bioma Cerrado, em particular no que diz respeito à sazonalidade e fenologia da cobertura vegetal, pouco se sabe sobre o comportamento espacial desses índices em escalas regionais. Assim, neste estudo foram avaliados, à escala adotada em estudos de macroecologia (Resolução de 1º x 1º), os padrões de autocorrelação espacial do EVI (índice de vegetação realçado) e NDVI (índice de vegetação da diferença normalizada), utilizando-se índices I de Moran obtidos em diferentes classes de distância geográfica (correlogramas espaciais). Em média, os valores apresentados por esses índices são autocorrelacionados até uma distância aproximada de 800 km, que pode revelar um padrão de manchas afetado por variação ambiental e conversão da vegetação nativa. No entanto, esses padrões de similaridade espacial são principalmente influenciados pelo contraste sazonal encontrado no bioma Cerrado, bem como em função dos padrões de cobertura da terra e do tipo de índice considerado (i.e., EVI ou NDVI)

Biophysical Properties of Cultivated Pastures in the Brazilian Savanna Biome: An Analysis in the Spatial-Temporal Domains Based on Ground and Satellite Data

Brazil has the largest commercial beef cattle herd in the world, with cattle ranching being particularly prominent in the 200-million ha, Brazilian neotropical moist savanna biome, known as Cerrado, one of the world’s hotspots for biodiversity conservation. As decreasing productivity is a major concern affecting the Cerrado pasturelands, evaluation of pasture conditions through the determination of biophysical parameters is instrumental for more effective management practices and herd occupation strategies. Within this context, the primary goal of this study was the regional assessment of pasture biophysical properties, through the scaling of wet- and dry-season ground truth data (total biomass, green biomass, and % green cover) via the combined use of high (Landsat-TM) and moderate (MODIS) spatial resolution vegetation index images. Based on the high correlation found between NDVI (normalized difference vegetation index) and % green cover (r = 0.95), monthly MODIS-based % green cover images were derived for the 2009–2010 hydrological cycle, which were able to capture major regional patterns and differences in pasture biophysical responses, including the increasing greenness values towards the southern portions of the biome, due to both local conditions (e.g., more fertile soils) and management practices. These results corroborate the development of biophysically-based landscape degradation indices, in support of improved land use governance and natural area conservation in the Cerrado