Aplicação de índice de vegetação no monitoramento da seca: açude Algodões no sertão pernambucano

O baixo índice pluviométrico é uma das principais características da região Semiárida do Brasil. Em particular, verifica-se nesta região uma redução significativa dos totais pluviométricos a partir do ano de 2011, ocasionando sérios danos aos níveis dos reservatórios. O açude Algodões, principal fonte hídrica para o município de Ouricuri Pernambuco, vem apresentando uma queda considerável em seu volume, onde em 2016 foi declarado em situação de emergência. Logo, fazendo uso de ferramentas de geoprocessamento, objetivou-se analisar o real cenário da área incremental da microbacia do açude Algodões. Utilizou-se o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada – NDVI para se obter informações sobre a vegetação na área de estudo entre os anos de 2011 e 2016, além de imagens de alta resolução para identificar a redução na lâmina d’água do açude entre os anos de 2011 (ano médio normal) e 2016 (ano de seca). Dados hidrometeorológicos auxiliaram a perceber que os períodos com desvios negativos à pluviometria média climatológica coincidiram com a redução no volume do açude

Delimitation of water areas using remote sensing in Brazil’s semiarid region

Remote sensing techniques are of fundamental importance to investigate the changes occurred in the terrestrial mosaic over the years and contribute to the decision-making by increasing efficient environmental and water management. This article aimed to detect, demarcate and quantify the hydric area of Poço da Cruz reservoir, located in Ibimirim, Pernambuco, semiarid region of Brazil, with modeling based on Landsat 8/OLI satellite multispectral images from 2015 to 2020, and to relate it with data from the Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS) satellites average rainfall. For this purpose, the Modified Normalized Difference Water Index (MNDWI) was modeled, being produced georeferenced theme maps and extracted only the pixels represented by positive spectral values, which represent water targets. The open-access software Quantum Geographic Information System (QGIS, version 2.18.16) was used for all stages of digital image processing and connection with complementary databases on the theme maps elaboration. In the results, changes in the spatial distribution of Poço da Cruz were evidenced and analyzed using precipitation data from the CHIRPS product, allowing a better understanding of the rainfall behavior in the region and its influence. The MNDWI was lined with the CHIRPS product, in which the spatial correlation between the rainy event and the water area’s delimitation is documented, especially in October 2017 (minimum values) and October 2020 (maximum values).As técnicas de sensoriamento remoto são de fundamental importância para investigar as alterações ocorridas no mosaico terrestre ao longo dos anos e contribuir para tomadas de decisão cada vez mais eficientes em gestão ambiental e hídrica. Os objetivos deste artigo foram detectar, delimitar e quantificar a área hídrica do reservatório Poço da Cruz, localizado em Ibimirim, Pernambuco, Semiárido do Brasil, com modelagem baseada em imagens multiespectrais do satélite Landsat 8/OLI datadas de 2015 a 2020, bem como relacioná-la com dados de precipitação pluvial média do produto CHIRPS. Para tanto, foi modelado o Índice de Água por Diferença Normalizada Modificado (MNDWI), com o qual se geraram os mapas temáticos georreferenciados e extraíram-se apenas os pixels representados por valores espectrais positivos, que representam alvos hídricos. Utilizou-se o software de livre acesso QGIS 2.18.16 para todas as etapas de processamento digital de imagens e conexão com bancos de dados complementares para a elaboração dos mapas temáticos. Nos resultados foram evidenciadas as mudanças na distribuição espacial do Poço da Cruz, analisadas com a utilização de dados de precipitação com base no produto CHIRPS, permitindo melhor compreensão do comportamento da pluviometria na região e sua influência. O MNDWI foi condizente com o produto de precipitação do CHIRPS, e ficou evidente a variação área hídrica do reservatório com relação à ocorrência de eventos chuvosos, especialmente em outubro/2017 (mínimos valores) e outubro/2020 (máximos valores)

Mudança Espaço Temporal do Uso e Cobertura do Solo e Estimativa da Temperatura da Superfície no Município de Teresina – Piauí, Brasil

A expansão urbana promove a supressão vegetal bem como a alteração no balanço de energia, acarretando mudanças climáticas, como por exemplo, a elevação do campo térmico urbano. Nesse sentido, esta pesquisa teve por objetivo investigar, com base em imagens multiespectrais, as variações espaço-temporais da temperatura da superfície relacionadas ao crescimento da urbanização no município de Teresina – PI - Brasil. Para tanto, foram empregados o Índice de Construção da Diferença Normalizada (NDBI) e o parâmetro biofísico temperatura da superfície (Tsup), gerados com imagens dos sensores TM - Landsat 5 e OLI/TIRS - Landsat 8. Verificou-se, com base nas cartas temáticas do NDBI e Tsup, que de 1995 a 2015, se observou substancial elevação da temperatura superficial concomitante ao incremento de superfícies construídas e impermeáveis, principalmente nos extremos da zona urbana municipal. Além disso, a média dos indicadores empregados, obtidas por zona do município, evidenciou as alterações na temperatura e na urbanização no período analisado. O coeficiente de correlação linear entre as variáveis Tsup e NDBI apresentou forte correlação positiva entre a expansão urbana e o crescimento do campo térmico da superfície. Assim, Tsup e NDBI se mostraram indicadores consistentes das alterações da superfície terrestre no perímetro urbano de Teresina - PI - Brasil

Avaliação da precipitação interna em cultivo de café em bacia representativa no Estado de Pernambuco

Interception loss can be estimated by the difference between gross rainfall and rainfall that effectively reaches the soil, whereas most of the rainfall that reaches the soil is derived from throughfall. The aim of this study was to evaluate the influence of the Conilon coffee crop on the amount of rainfall that reaches on the soil in Tapacurá Basin, Pernambuco State, Brazil. The study was performed at the Experimental Station of Agronomic Institute of Pernambuco - IPA, situated in Tapacurá Basin. The measurements were performed with handmade rain gauges, built with PVC tubes of 15 cm diameter. One rain gauge to measure the gross rainfall and nine rain gauges to measure the throughfall, three per plant, during the period from May 2011 to August 2012. The recorded average through fall during the study period was 960.5 mm, corresponding to 69% of the gross rainfall, and this amount was different when considered different classes of rainfall. The linear model presented the best fit for rainfall events of high magnitude, while the potential model fitted better in rainfall events of low magnitude. The observed throughfall in the Conilon coffee cultivation shows a significant influence that an agricultural cultivation of midsize can have on the amount of rainfall that reaches the soil.A perda por interceptação pode ser estimada pela diferença entre a precipitação total e a chuva que efetivamente chega ao solo, onde a maior parte da precipitação que chega ao solo é oriunda da precipitação interna. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da cultura do café Conilon na quantidade de chuva que chega ao solo na Bacia Hidrográfica do Rio Tapacurá - PE. As medidas foram realizadas com pluviômetros artesanais, construídos com tubos de PVC de 15 cm de diâmetro, instalados na estação experimental do Instituto Agronômico de Pernambuco - IPA. Foi instalado um pluviômetro para medir a precipitação total, e outros nove para medir a precipitação interna, sendo três por planta, durante o período de maio de 2011 a agosto de 2012. A precipitação interna média registrada durante o período de estudo foi de 960,5 mm, correspondendo a 69% da precipitação total, sendo diferenciada quando consideradas diferentes classes de chuva. O modelo linear se ajustou melhor aos eventos de chuva de alta magnitude, enquanto que o modelo potencial se ajustou melhor aos de baixa magnitude. A precipitação interna observada na cultura do café Conilon mostra a significante influência que uma cultura agrícola de médio porte pode exercer na quantidade de chuva que chega ao solo

Evapotranspiration and assessment of water consumed in irrigated area of the Brazilian Semiarid Region by remote sensing

O objetivo deste trabalho foi mapear a evapotranspiração real (ETr) e determinar o volume de água utilizado no projeto de irrigação de São Gonçalo, PB, no Semiárido brasileiro, com auxílio do sensoriamento remoto. Foram adquiridas imagens TM/Landsat 5 da área em estudo, em 2008, que foram utilizadas na obtenção dos mapas temáticos da ETr diária. Selecionaram-se dois pomares de coqueiro‑anão para validação dos resultados da evapotranspiração obtida com o “surface energy balance algorithm for land” (ETSebal) e com o método FAO‑56 (ETFAO). Para determinação da ETFAO, utilizou-se o produto entre o coeficiente de cultura, o coeficiente de ajuste e a evapotranspiração de referência. As diferenças obtidas, com uso das duas técnicas, resultaram em raiz do erro quadrado médio, erro relativo médio e erro absoluto médio iguais a 0,53 mm, 9,46% e 0,43 mm, respectivamente. Nas áreas irrigadas, a ETr representou 85% do saldo de radiação e, nas de sequeiro, apenas 12,5%. O mapeamento da ETr delimitou claramente as áreas irrigadas das de sequeiro, bem como as diferenças existentes no interior do perímetro irrigado do projeto em investigação. O volume de água empregado no projeto de irrigação representa, somente no período de julho a dezembro, mais de 60% da capacidade do açude de São Gonçalo.The objective of this work was to map the actual evapotranspiration (ETr) and to determine the volume of water used in the irrigation project of São Gonçalo, PB, in the Brazilian Semiarid Region, using remote sensing. TM/Landsat 5 images were acquired from the study area, in 2008, and were used to obtain thematic maps of daily ETr. Two dwarf coconut crops were selected for validation of the results of evapotranspiration obtained by the surface energy balance algorithm for land (ETSebal) and the FAO‑56 method (ETFAO). In order to determine ETFAO, the product between the culture coefficient, the adjustment coefficient, and the reference evapotranspiration was used. The differences obtained by the two techniques resulted in root mean square error, mean relative error, and mean absolute error equal to 0.53 mm, 9.46%, and 0.43 mm, respectively. In the irrigated areas, ETr represented about 85% of net radiation and, in rainfed plots, only 12.5%. The mapping of ETr clearly delimitated the irrigated and nonirrigated plots, as well as the differences within the irrigated perimeter of the project under investigation. The volume of water applied in the irrigation project, only in the period from July to December, represents more than 60% of the capacity of the São Gonçalo reservoir

Quantitative analysis of biophysical parameters of watershed by remote sensing

O objetivo deste trabalho foi avaliar quantitativamente os parâmetros biofísicos obtidos por sensoriamento remoto, para a área de abrangência da Bacia Hidrográfica do Rio Tapacurá, em Pernambuco. Utilizaram-se imagens do TM‑Landsat 5 de 10/7/1989, 6/7/2005 e 29/8/2007. As imagens foram registradas pela correção geométrica polinomial de primeira ordem. Foram realizadas as etapas de calibração radiométrica, reflectância, albedo planetário e transmissividade e, subsequentemente, geraram-se cartas temáticas de albedo e de temperatura da superfície, e do índice de vegetação melhorado (“enhanced vegetation index”, EVI). O albedo da superfície apresentou valores médios crescentes entre as imagens obtidas em 1989 e 2005, o que indica expansão territorial urbana. A imagem de 29/8/2007 mostrou maior temperatura da superfície, seguida das temperaturas mostradas nas imagens de 10/7/1989 e 6/7/2005, e os maiores valores foram os das malhas urbanas. A imagem de 1989 mostrou o maior valor médio de EVI, o que indica ter havido, naquela data, maior presença de vegetação.The objective of this work was to quantitatively evaluate the biophysical parameters, obtained by remote sensing, for the range area of the Tapacurá River Basin, in Pernambuco state, Brazil. Landsat 5‑TM images of 7/10/1989, 7/6/2005, and 8/29/2007 were used. The images were registered with a polynomial geometric correction of first order. Radiometric calibration, reflectance, transmittance and planetary albedo were calculated and, subsequently, thematic maps of surface albedo, surface temperature and enhanced vegetation index (EVI) were generated. The surface albedo showed increasing average values between the 1989 and 2005 images, which indicates the urban territorial expansion. The image of 8/29/2007 showed the highest land surface temperature, followed by the temperatures showed in the images of 7/10/1989 and 7/6/2005, and the highest values were those of the urban networks. The 1989 image showed the highest average value for EVI, which indicates that there was a higher vegetation presence in that date

Comparativo do Índice de Vegetação de Diferença Normalizada (NDVI) entre os Sensores OLI - Satélite Landsat-8 e MSI – Satélite Sentinel-2 em Região Semiárida

O uso de técnicas de sensoriamento remoto em apoio aos estudos ambientais se tornou comum nos últimos anos, e a disponibilidade de imagens de satélites de forma gratuita também tem impulsionado esse crescimento. A utilização de imagens orbitais para realização destes estudos permite uma redução dos custos envolvidos, maior agilidade e constância no acesso aos dados e, consente, uma avaliação holística, analisando com maior precisão e detalhamento diversas componentes ambientais presentes na região de interesse. Este artigo buscou analisar as respostas espectrais, nas bandas do visível e infravermelho e comparar valores do Índice de Vegetação de Diferença Normalizada (NDVI) obtidos pelos sensores OLI - Landsat 8 e MSI - Sentinel 2, na região semiárida que compreende parte do território da bacia hidrográfica do rio Moxotó. Ao se analisar a resposta espectral de cada um dos sensores fica evidenciado que existem diferenças entre as bandas que proporcionam o cômputo do NDVI, que são as bandas do vermelho e infravermelho próximo que poderiam gerar valores diferentes de um mesmo índice, numa mesma área. Apesar das diferenças espectrais e espaciais existentes entre os sensores ópticos Landsat-8/OLI e Sentinel-2/MSI, apresentaram momentos estatísticos próximos entre as bandas comparadas. O NDVI no período estudado apresentou valores médios para o Landsat-8 e Sentinel-2 iguais a 0,383 e 0,387, respectivamente, e uma correlação forte igual a 0,871 entre os sensores. O sensor MSI - Sentinel-2 permitiu um maior delineamento dos alvos devido à sua maior resolução espacial, possibilitando maior confiança para monitoramento e gestão do meio ambiente