Gerando Índices de Vegetação

A geração de Índices de Vegetação vem sendo um recurso muito utilizado por usuários dos mais diferentes níveis, no entanto é preciso estar atento aos procedimentos metodológicos empregados para a geração do resultado final.

No processamento de imagens digitais para a produção de classificações por pixels, a caracterização espectral de um determinado objeto, ou seja, a leitura da forma como a radiação eletromagnética é recebida e emitida, é um elemento essencial para consistência dos estudos de monitoramento.

[…] o fluxo de radiação refletido por um determinado objeto ou superfície não só apresenta características espectrais definidas pelas propriedades físico-químicas, como também características geométricas específicas da incidência e da reflexão da radiação, uma vez que a maioria das superfícies dos recursos naturais não é isotrópica. Dizemos, portanto, que os fatores de reflectância podem ser bidirecionais quando existem duas geometrias envolvidas no processo de interação entre a radiação eletromagnética e uma dada superfície de um recurso natural: uma caracterizada pelos ângulos zenital e azimutal da foto (geometria de incidência) e outra caracterizada pelos ângulos zenital e azimutal do sensor (geometria de visada). […]
Existe também o fator de reflectância direcional-hemisférica, que é determinado mediante a iluminação direcional […] e a coleta da radiação eletromagnética refletida mediante a utilização das chamadas esferas integradoras. (PONZONI, SHIMABUKURO E KUPLICH, 2012, p. 23-24)

A ação de agentes interferentes na trajetória da radiação é uma condição que, portanto, tornaria a intensidade do sinal captado variável para o mesmo objeto em datas distintas mesmo que este não passasse por mudanças. Assim sendo, é necessário que se entendam as “caracterizações espectrais de objetos específicos e suas relações com parâmetros geo e/ou biofísicos” (PONZONI et al., 2014, p. 2).

Este acerto se dá pela retificação radiométrica que nada mais é “do que o ajuste das radiâncias contidas nas imagens, obtidas em diferentes datas de passagem do satélite, para similares condições atmosféricas, tendo como referência uma dessas passagens.” (MOREIRA, 2007, p. 277)
Para Ponzoni , Shimabukuro e Kuplich (2012, p. 22) “a reflectância é uma propriedade de um determinado objeto de refletir a radiação eletromagnética sobre ele incidente e é expressa por meio dos chamados fatores de reflectância (ρ)”. Estas informações adquiridas pela reflectância tornam possível distinguir os alvos/objetos imageados.

[…] a reflectância de um objeto expressa uma quantidade relativa de radiação eletromagnética que é refletida por esse objeto. Assim, um objeto que apresenta valores elevados de reflectância em uma determinada faixa espectral deverá apresentar níveis de cinza igualmente elevados em uma imagem adquirida por um sensor eletro-óptico colocado a bordo de um avião ou satélite na banda espectral correspondente. Portanto, espera-se que os valores de radiância medidos nessa banda sejam elevados e que uma vez discretizados em uma escala de níveis de cinza, seja esta de 8 bits (256 níveis de cinza) ou de 16 bits (65.536 níveis de cinza), produzam um padrão “claro” dessa objeto na imagem da banda. (PONZONI, SHIMABUKURO E KUPLICH, 2012, p. 47)

Ela é inferida por meio de cálculo destes fatores que relacionam a intensidade de radiação refletida com a intensidade de radiação incidente, em duas etapas. A primeira consiste na conversão dos números digitais (ND) para valores de radiância, conforme equação 1, e em seguida os valores de radiância são convertidos para reflectância, conforme equação 2.

Fonte: Própria autora.

Onde: 𝐿𝜆 é o valor da radiância espectral na banda 𝜆, 𝐿MAX 𝑒 𝐿MIN respectivamente o mínimo e o máximo da radiância na banda, 𝑄calmax 𝑒 𝑄calmin o nível máximo e mínimo de nível digital da imagem, respectivamente, 𝑄cal é o nível digital no pixel da imagem em questão, 𝜌 𝜆 é o valor de reflectância aparente na banda , 𝑑 a distância Terra-Sol em unidades astronômicas, 𝜃s o ângulo solar zenital, e 𝐸SUN 𝜆 o valor de irradiância espectral no topo da atmosfera em 𝜆.

Ressalta-se que “para encontrar os dados referentes à 𝑑 e 𝜃s , o usuário deve procurar os metadados sobre a imagem, como o ângulo de elevação solar e o dia juliano da imagem, conforme indicam os trabalhos de Chander et al. (2009) e Chander (2007)”. (RAMOS E FERREIRA, 2015, p. 2).

Portanto, “a partir da radiância espectral, encontramos a reflectância aparente, que expressa a relação entre a energia irradiada e incidente no topo da atmosfera e a energia irradiada pelos alvos e percebida pelo sensor (MARKHAM E BAKER, 1986 apud RAMOS E FERREIRA, 2015, p. 2).

A segunda etapa do processo é a retificação radiométrica, que consiste na normalização dos valores radiométricos das imagens de reflectância em relação a uma imagem escolhida como referência, cujo método mais comumente utilizado é o de Hall et al. (1991), conforme exposto por Moreira (2007, p. 278), que consiste na transformação linear dos níveis de digitais de uma imagem a partir dos níveis digitais de um conjunto de alvos de comportamento radiométrico constante.

Esse procedimento assegura que as mudanças observadas no comportamento espectral, no tempo e no espaço, estão estritamente ligadas à interação da radiação eletromagnética com o alvo, eliminando quaisquer contribuições do ambiente na reflectância do alvo que foi registrada pelo sensor. (MOREIRA, 2007, p. 277)

Fonte: Exame de Qualificação Doutorado PPGMA-UERJ. Teixeira, 2018. A Lagoa de Itaipu: (re)conhecimento a partir de diálogos no mundo vivido

Biblioteca Virtual CPRM

Biblioteca Virtual

A Biblioteca Virtual disponibiliza, em formato digital, as primeiras coleções do Serviço Geológico do Brasil – CPRM. Também fazem parte deste conjunto a coleção de publicações da Agência Nacional de Mineração – ANM (antigo Departamento Nacional da Produção Mineral – DNPM), os anais de eventos e diversos outros documentos produzidos em parceria com a CPRM.

O sistema contempla documentação técnica e fotocartográfica, digitalizada e integrada em uma tecnologia de busca, a qual permite consultas gerais ou específicas em cada acervo. É fornecido acesso integral ao expressivo depositório de conhecimento geológico e hidrológico básico, assim como todos os relatórios técnicos de projetos executados pela CPRM nas décadas de 70, 80 e 90. Além do acesso compartilhado com todos os acervos da Rede Ametista. Para conhecer as funcionalidades do sistema disponibilizamos o Guia Explicativo. (Fonte: CPRM)

Revistas Técnicas

A biblioteca do Serviço Geológico do Brasil – CPRM torna disponível para acesso online duas revistas técnicas informativas: “A Água em Revista” e “A Terra em Revista“. As publicações são da Diretoria de Infraestrutura Geocientífica – DIG. (Fonte: CPRM)

Acesse: http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas—Rede-Ametista/Biblioteca-Virtual-1327.html

Geodiversidade do Estado do Ceará

O estado do Ceará ocupa um território de aproximadamente 146.000 km2 , dos quais cerca de 74% (108.000 km2) têm seu subsolo constituído de rochas ígneas e metamórficas, genericamente chamadas de cristalinas. Esse domínio geológico, de um modo geral, corresponde a toda a porção central do estado e é bordejado, em sua maior parte, por rochas sedimentares que formam as bacias do Araripe (sul), Parnaíba (oeste) e Apodi (leste), além dos sedimentos da faixa costeira (norte). A diversidade litológica e estrutural reflete-se no desenvolvimento das formas de relevo, na disponibilidade de recursos hídricos superficiais e subterrâneos, na potencialidade de recursos minerais, bem como na variedade de solos existente no território cearense.

O relevo do estado tem predominância muito significativa de terras situadas abaixo do nível de 200 metros, com prevalência de superfícies aplainadas a suavemente onduladas. Os compartimentos serranos (maciços residuais cristalinos e planaltos sedimentares) acima de 700 metros têm extensões restritas. No litoral, além dos campos de dunas modelados em sedimentos atuais, os depósitos mais antigos (sedimentos do Grupo Barreiras) são entalhados incipientemente pela drenagem superficial, isolando interflúvios tabulares que representam os tabuleiros costeiros (SOUZA, 2000).

Fonte: CPRM, 2014

O clima regional, apesar da evidente predominância do semiárido (cerca de 92% do território cearense), marcado por prolongados períodos de estiagem, apresenta variações. As áreas úmidas circunscrevem os topos e vertentes de barlavento dos maciços cristalinos e dos planaltos sedimentares. As áreas subúmidas, com totais pluviométricos pouco superiores a 900 mm anuais, abrangem o litoral e asseguram um teor de umidade que se prolonga por 6-7 meses durante o ano. A semiaridez propriamente dita, com déficits hídricos na maior parte do ano, apresenta um caráter mais acentuado nas depressões interiores, como nas regiões dos Inhamuns, de Irauçuba e do Médio-Jaguaribe, configuradas como núcleos de desertificação. Atenua-se nos pés-de- -serra, nos baixos maciços e nos sertões mais próximos do litoral. De modo genérico, as chuvas são de verão-outono INTRODUÇÃO e as médias térmicas superiores a 24oC, caracterizando um clima quente ou megatérmico (SOUZA, 2000). Os recursos hídricos superficiais e subterrâneos dependem dos fatores geológicos, geomorfológicos e climáticos.

O regime hidrológico do estado do Ceará é caracterizado pela marcante intermitência dos seus cursos d’água, que normalmente escoam nos períodos chuvosos e secam nos períodos de estiagem. No domínio das rochas cristalinas as águas subterrâneas acumulam-se em fraturas das rochas, constituindo aquíferos de baixa produtividade, em que a qualidade hídrica muitas vezes é comprometida pela elevada concentração de sais. Já nas áreas sedimentares, destaca-se a maior potencialidade de recursos hídricos subterrâneos, representados pelas formações aquíferas das bacias sedimentares do Araripe, Parnaíba e Apodi, além de pequenas bacias sedimentares interiores (bacias de Iguatu, Malhada Vermelha, Lima Campos e Lavras da Mangabeira) e os sedimentos das formações cenozoicas representados por depósitos aluvionares, depósitos litorâneos, dunas, Grupo Barreiras e coberturas detríticas.

Downloads:
Mapa: http://rigeo.cprm.gov.br/xmlui/bitstream/handle/doc/14692/Geodiv-Ceara.pdf
Livro: http://rigeo.cprm.gov.br/jspui/bitstream/doc/16726/1/Geodiversidade_CE.pdf
SIG: http://gd.cprm.gov.br/mapas_geodiversidade/gdce_lito.zip
Informações ao Usuário: http://www.cprm.gov.br/publique/media/geodiversidade/mapas_estaduais/InformacoesUsuario_CE.pdf

Fonte: Geodiversidade do estado do Ceará / Organização Ricardo de Lima Brandão [e] Luís Carlos Bastos Freitas – Fortaleza : CPRM, 2014.

A Interpretação de Imagens

A geração de resultados a partir de dados remotos pode ser produto de interpretações visuais ou ópticas e de processamentos digitais de classificações dos pixels. Para Moreira (2007, p. 204), a interpretação visual ou fotointerpretação “é o processo em que o intérprete utiliza um raciocínio lógico, dedutivo e indutivo para compreender e explicar o comportamento de cada objeto contido nas fotos. A rigor é realizada com base em certas características […]”. Nas interpretações visuais, o fotointérprete deve reconhecer os padrões dos objetos através de elementos essenciais para a distinção entre eles, que são: sombreamento, tonalidade e cor, tamanho e forma, textura, padrão e localização. (FITZ, 20018, p. 123).

Na interpretação visual de imagens orbitais, podem ser selecionadas as bandas espectrais que melhor representem os alvos, ao invés de serem trabalhadas composições Red, Green, Blue (RBG), cujo padrão é facilmente reconhecível pelo olho humano. O sistema RBG é utilizado nos televisores e monitores. Vermelho, verde e azul correspondem às três colorações básicas do espectro do visível; são chamadas de cores primárias, pois a partir da combinação delas podem ser geradas quaisquer outras cores.

“Quando selecionamos […] canais e filtros para uma composição colorida, temos que conhecer o comportamento espectral do alvo de nosso interesse. Sem conhecê-lo, corremos o risco de desprezar faixas espectrais de grande significância na sua discriminação.” (NOVO, 1992, p. 180).

A seleção de diferentes bandas pode promover a distinção entre elementos. Além disso, as técnicas de realce podem ser importantes aliadas nestas distinções durante as interpretações visuais, elas tem a finalidade de melhorar a qualidade visual da imagem, a ampliação do contraste das imagens e a geração de composições coloridas a partir das bandas disponíveis e potencialidades de cada uma delas. Estas são técnicas simples e que permitem realçar objetos e facilitar as análises.

Potencialidades das imagens Landsat 1 e 2
MSS 1 e MSS 2 / Banda 4 – Verde
Sedimentos em suspensão e corpos d’água rasos.
MSS 1 e MSS 2 / Banda 5 – Vermelha
Características de agricultura.
MSS 1 e MSS 2 / Banda 6 – Infravermelho Próximo 1
Limites entre as formas: terra, água e relevo.
MSS 1 e MSS 2 / Banda 7 – Infravermelho Próximo 2
Maior penetração atmosférica, enfatiza os limites entre as formas.

Potencialidades das imagens Landsat 5
TM 5 / Banda 1 – Azul
Apresenta grande penetração em corpos de água, com elevada transparência, permitindo estudos batimétricos. Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de queimadas ou atividade industrial e apresentar atenuação pela atmosfera.
TM 5 / Banda 2 – Verde
Apresenta grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão, possibilitando sua análise em termos de quantidade e qualidade. Boa penetração em corpos de água.
TM 5 / Banda 3 – Vermelho
Discrimina as encostas e a vegetação. Bom contraste entre as áreas ocupadas com vegetação. É a banda mais utilizada para delimitar a mancha urbana, incluindo identificação de novos loteamentos. Permite a identificação de áreas agrícolas.
TM 5 / Banda 4 – Infravermelho Próximo
Enfatiza o teor de biomassa e os rios. Os corpos de água absorvem muita energia nesta banda e ficam escuros, permitindo o mapeamento da rede de drenagem e delineamento de corpos de água. Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno.
TM 5 / Banda 5 – Infravermelho Médio 1
Penetra nas nuvens menos espessas e permite detectar o teor de umidade do solo.
TM 5 / Banda 6 – Infravermelho Termal
Apresenta sensibilidade aos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, servindo para detectar propriedades termais de rochas, solos, vegetação e água. *Resolução de 120m
TM 5 / Banda 7 – Infravermelho Médio 2
Rochas hidrotermicamente alteradas associadas a depósitos minerais.

Fontes: INPE. Disponível em http://www.dgi.inpe.br/Suporte/files/Cameras-LANDSAT57_PT.php e USGS. Disponível em https://landsat.usgs.gov/what-are-best-spectral-bands-use-my-study. Acesso em 13 dez. 2017.

A interpretação visual de imagens é um procedimento executado com base em características específicas das imagens como padrão, cor, tonalidade, entre outros já abordados. Contudo, quando executado em imagens orbitais, existem outras características que podem contribuir para a análise dos dados, tais como: a época de obtenção da imagem, as bandas disponíveis e as escalas de trabalho. A época de obtenção das imagens é importante para estabelecer relações com outros componentes, sejam regimes pluviométricos, ciclos de agricultura ou até mesmo queimadas ou desastres naturais. A disponibilidade de bandas na imagem escolhida é também importante, pois permite o realce de alvos a partir das composições coloridas, quando são imagens multiespectrais. E as escalas de trabalho são essenciais para o melhor aproveitamento dos dados; a escolha do material para a elaboração de um resultado deve estar orientada aos objetivos do trabalho, observando-se sempre se os resultados necessários podem ser extraídos de forma adequada das fontes selecionadas.

Florenzano (2008, p. 39) coloca que “a partir dos elementos de interpretação de imagens, podem ser elaboradas chaves (modelos) de interpretação.” As chaves de interpretação são agrupamentos de características específicas que definem um alvo e podem ser desenvolvidas pelo próprio intérprete. É um procedimento metodológico de interpretação que busca padronizar os resultados obtidos. Florenzano (2008, p. 52 – 54) apresenta exemplos de chaves de interpretação de objetos e feições representadas em imagens TM e ETM+ Landsat utilizando a composição 3 (B), 4 (G) e 5 (R), ou seja, a banda 3 no canal azul, a banda 5 no canal verde e a banda 5 no canal vermelho. Desta forma, o autor sugere que os corpos d’água (rios, lagos, represas e oceano) obedeceriam à seguinte chave de interpretação: “cor azul (material em suspensão) ou preta (água limpa); textura lisa; forma irregular, linear retilínea ou curvilínea para os rios” (FLORENZANO, 2008, p. 53)

Já Moreira (2007, p. 245) propõe o método sistemático como alternativa às chaves de interpretação. No método sistemático é aplicada uma sequência lógica de etapas de fotointerpretação: fotoleitura, fotoanálise e fotointerpretação.

Fonte: Exame de Qualificação Doutorado PPGMA-UERJ. Teixeira, 2018. A Lagoa de Itaipu: (re)conhecimento a partir de diálogos no mundo vivido

Reserva da Biosfera da Mata Atlântica

“A Reserva da Biosfera da Mata Atlântica (RBMA) cuja área foi reconhecida pela UNESCO, em seis fases sucessivas entre 1991 e 2008, foi a primeira unidade da Rede Mundial de Reservas da Biosfera declarada no Brasil. É a maior reserva da biosfera em área florestada do planeta, com cerca de 78.000.000 hectares, sendo 62.000.000 em áreas terrestres e 16.000.000 em áreas marinhas, nos 17 estados brasileiros onde ocorre a Mata Atlântica, o que permite sua atuação na escala de todo o Bioma.

A RBMA estende-se por mais de 5000 dos 8000 Km do litoral nacional, desde o Ceará ao Rio Grande do Sul, avançando mar afora englobando diversas ilhas oceânicas como Fernando de Noronha, Abrolhos e Trindade e adentrando no interior de vários estados costeiros, bem como em Minas Gerais e Mato Grosso do Sul.”

Fonte: http://www.rbma.org.br/

MAPAS DA RBMA

Acesse: http://www.rbma.org.br/rbma/rbma_fase_vi_03_google.asp