In-flight absolute calibration of the CBERS-2 CCD sensor data

Since the first images of the sensors on board of CBERS-2 (China-Brazil Earth Resources Satellite) satellite were made available by the National Institute for Space Research (INPE), users have asked information about the conversion of image digital numbers to physical data (radiance or reflectance). This paper describes the main steps that were carried out to calculate the in-flight absolute calibration coefficients for CBERS-2 CCD level 2 (radiometric and geometric correction) images considering the reflectance-based method. Remarks about the preliminary evaluation of these coefficients application are also presented.Desde o início da distribuição de imagens dos sensores do satélite CBERS-2 (China-Brazil Earth Resources Satellite) por parte do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), a comunidade de usuários solicitava informação sobre a conversão dos números digitais em valores físicos (radiância ou reflectância). Este artigo descreve os principais passos adotados no cálculo dos coeficientes de calibração absoluta para as imagens disponibilizadas no nível 2 de correção (correções radiométrica e geométrica) da câmera CBERS-2 CCD, considerando o método baseado na reflectância de uma superfície de referência. São apresentados também alguns resultados da avaliação preliminar da aplicação desses coeficientes na conversão mencionada.373380Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

In-flight absolute calibration of the CBERS-2 CCD sensor data

Since the first images of the sensors on board of CBERS-2 (China-Brazil Earth Resources Satellite) satellite were made available by the National Institute for Space Research (INPE), users have asked information about the conversion of image digital numbers to physical data (radiance or reflectance). This paper describes the main steps that were carried out to calculate the in-flight absolute calibration coefficients for CBERS-2 CCD level 2 (radiometric and geometric correction) images considering the reflectance-based method. Remarks about the preliminary evaluation of these coefficients application are also presented.Desde o início da distribuição de imagens dos sensores do satélite CBERS-2 (China-Brazil Earth Resources Satellite) por parte do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), a comunidade de usuários solicitava informação sobre a conversão dos números digitais em valores físicos (radiância ou reflectância). Este artigo descreve os principais passos adotados no cálculo dos coeficientes de calibração absoluta para as imagens disponibilizadas no nível 2 de correção (correções radiométrica e geométrica) da câmera CBERS-2 CCD, considerando o método baseado na reflectância de uma superfície de referência. São apresentados também alguns resultados da avaliação preliminar da aplicação desses coeficientes na conversão mencionada

Spectral variables, growth analysis and yield of sugarcane Variáveis espectrais e indicadores de desenvolvimento e produtividade da cana-de-açúcar

Spectral information is well related with agronomic variables and can be used in crop monitoring and yield forecasting. This paper describes a multitemporal research with the sugarcane variety SP80-1842, studying its spectral behavior using field spectroscopy and its relationship with agronomic parameters such as leaf area index (LAI), number of stalks per meter (NPM), yield (TSS) and total biomass (BMT). A commercial sugarcane field in Araras/SP/Brazil was monitored for two seasons. Radiometric data and agronomic characterization were gathered in 9 field campaigns. Spectral vegetation indices had similar patterns in both seasons and adjusted to agronomic parameters. Band 4 (B4), Simple Ratio (SR), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), and Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) increased their values until the end of the vegetative stage, around 240 days after harvest (DAC). After that stage, B4 reflectance and NDVI values began to stabilize and decrease because the crop reached ripening and senescence stages. Band 3 (B3) and RVI presented decreased values since the beginning of the cycle, followed by a stabilization stage. Later these values had a slight increase caused by the lower amount of green vegetation. Spectral variables B3, RVI, NDVI, and SAVI were highly correlated (above 0.79) with LAI, TSS, and BMT, and about 0.50 with NPM. The best regression models were verified for RVI, LAI, and NPM, which explained 0.97 of TSS variation and 0.99 of BMT variation.<br>A informação espectral tem boa relação com variáveis agronômicas e pode contribuir com informações para o monitoramento, acompanhamento e previsão de safras. O presente trabalho descreve a análise multitemporal do comportamento espectral da variedade de cana-de-açúcar SP80-1842 e a relação com variáveis agronômicas como índice de área foliar (IAF), número de perfilhos por metro (NPM), produtividade (TCH) e biomassa total (BMT). Nas safras 2000/2001 e 2001/2002, um talhão comercial, localizada no município de Araras/SP foi monitorado em nove campanhas de coleta de dados radiométricos e agronômicos. O comportamento temporal das variáveis espectrais acompanhou o comportamento das variáveis agronômicas. A banda 4 (B4), o índice de vegetação da razão simples (SR), o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e o índice de vegetação ajustado ao solo (SAVI) aumentaram seus valores até o fim da fase de crescimento vegetativo, aproximadamente até os 240 dias após o corte, a partir do qual os valores se estabilizaram e diminuíram em função da entrada da cultura na fase de maturação. A banda 3 (B3) e o índice de vegetação da razão (RVI) tiveram queda em seus valores desde o início do ciclo, com posterior estabilização e aumento em seus valores devido ao aumento da quantidade de palha e da queda da biomassa foliar. As variáveis espectrais B3, RVI, NDVI e SAVI tiveram correlações maiores que 0,79 com as variáveis IAF e BMT e de aproximadamente 0,50 com o NPM. Os melhores modelos de regressão linear múltipla foram os com RVI, IAF e NPM e explicaram 0,97 da variação da TCH e 0,99 da BMT

Methodological development of a quality index for agricultural operations, for corn cultivation using multi-criterion analysis

One of the major problems in the Brazilian agriculture is related to the production loss in the field, which, due to many factors, is not being considered. This article has the objective to develop a methodology to identify a quality index which integrates some crop quality variables which are able to indicate how the crop is developing in terms of loss in the field. The results have showed that the strategy of multi-criterion analysis and Fuzzy logic proved to be important tools for the assessment and preparation of a quality index for corn production. The index proposed performed well in representing the quality of agricultural operations when compared with reality.<br>Um dos maiores problemas na agricultura brasileira refere-se à perda da produção no campo que, devido a vários fatores, não é considerada. Este artigo tem o objetivo de desenvolver uma metodologia para identificar um índice de qualidade que integre algumas variáveis qualitativas da cultura que são capazes de mostrar como está o desenvolvimento em termos de perda no campo. Os resultados mostraram que a análise de multicritério e lógica fuzzy são ferramentas importantes na verificação e confecção de um índice de qualidade de perdas, para a cultura do milho. O índice calculado representou bem a qualidade das operações agrícolas, quando comparado com a realidade

Orbital spectral variables, growth analysis and sugarcane yield Variáveis espectrais orbitais, indicadoras de desenvolvimento e produtividade da cana-de-açúcar

Temporal analysis of crop development in commercial fields requires tools for large area monitoring, such as remote sensing. This paper describes the temporal evolution of sugar cane biophysical parameters such as total biomass (BMT), yield (TSS), leaf area index (LAI), and number of plants per linear meter (NPM) correlated to Landsat data. During the 2000 and 2001 cropping seasons, a commercial sugarcane field in Araras, São Paulo state, Brazil, planted with the SP80-1842 sugarcane variety in the 4th and 5th cuts, was monitored using nine Landsat images. Spectral data were correlated with agronomic data, obtained simultaneously to the imagery acquisition. Two methodologies were used to collect spectral data from the images: four pixels (2 &#215; 2) window and average of total pixels in the field. Linear and multiple regression analysis was used to study the spectral behavior of the plants and to correlate with agronomic variables (days after harvest-DAC, LAI, NPM, BMT and TSS). No difference was observed between the methodologies to collect spectral data. The best models to describe the spectral crop development in relation to DAC were the quadratic and cubic models. Ratio vegetation index and normalized difference vegetation index demonstrated correlation with DAC, band 3 (B3) was correlated with LAI, and NDVI was well correlated with TSS and BMT. The best fit curves to estimate TSS and BMT presented r² between 0.68 and 0.97, suggesting good potential in using orbital spectral data to monitor sugarcane fields.<br>Dados de satélites são tradicionalmente utilizados em monitoramento de culturas. O presente trabalho busca contribuir no entendimento da evolução temporal de indicadores de crescimento da cana-de-açúcar como a biomassa total (BMT), produtividade (TSS), índice de área foliar (LAI) e número de plantas por metro (NPM) por meio de dados orbitais dos satélites Landsat 5 e 7, e verificar o seu potencial para o monitoramento desta. Durante as safras 2000 e 2001, uma área comercial em Araras, SP, cultivada com a variedade SP80-1842 no 4º e 5º cortes, foi acompanhada por imagens, buscando-se correlacionar dados espectrais com dados agronômicos. Os dados espectrais foram coletados de duas formas: uma com janelas de quatro pixels e outra com dados médios do talhão (DMt). Regressão linear e múltipla foram usadas para a análise temporal das bandas 3 e 4 e de índices de vegetação. As correlações e ajuste de modelos entre os dados espectrais orbitais e as variáveis agronômicas não apresentaram diferenças estatísticas. Os modelos quadráticos e cúbicos melhor descreveram o desenvolvimento temporal das variáveis espectrais, em função dos dias após o corte e apresentaram significância com os índices de vegetação da razão e por diferença normalizada (NDVI). As correlações entre os dados espectrais médios do talhão e as variáveis agronômicas foram significativas para banda3 e LAI, e entre NDVI e TSS/BMT. Os dados médios do talhão (DMt), para primeira safra (1ªS), para a segunda safra (2ªS) e ambas juntas geraram regressões múltiplas, com coeficientes determinação (r²) variando de 0,68 a 0,97 para a TSS e a BMT, mostrando que os dados espectrais orbitais estudados podem ser empregados no monitoramento da cultura da cana-de-açúcar