Caracterização espectro-sazonal de fitofisionomias do Cerrado e estimativa de biomassa usando dados do sensor Hyperion/EO-1

• Autor(a) principal: Aline Daniele Jacon
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.24.17.23

O Cerrado é considerado um dos hotspots mundiais, sendo um importante repositório de biodiversidade e com significativo papel no ciclo do carbono. O sensoriamento remoto hiperespectral pode contribuir para melhorar a discriminação de suas fitofisionomias e, sobretudo, melhorar a acurácia das estimativas da biomassa acima do solo (AGB). O objetivo deste estudo é caracterizar a resposta espectro-sazonal das fitofisionomias de Cerrado da Estação Ecológica de Águas Emendadas (ESEC-AE), usando seis imagens de alta resolução espectral do sensor Hyperion/Earth Observing One (EO-1), obtidas nos períodos chuvoso e seco (março a agosto) de 2014, assim como, estimar a AGB no período seco (imagem de julho). Um levantamento florístico-estrutural foi efetivado em 45 parcelas (0,10 ha cada) na ESEC-AE. Testou-se o uso combinado de diferentes atributos hiperespectrais na discriminação das fitofisionomias com Análise Discriminante Linear (LDA), assim como na estimativa de AGB no período seco com regressão por mínimos quadrados parciais (PLSR). Os atributos utilizados foram: reflectância de 146 bandas do Hyperion; 22 índices de vegetação de bandas estreitas; 10585 razões de reflectância; e a profundidade, largura, área e assimetria de seis importantes bandas de absorção posicionadas em 680 nm (clorofila), 980 nm e 1200 nm (água foliar), 1700 nm, 2100 nm e 2300 nm (lignina e celulose). Os resultados obtidos mostraram que parâmetros estruturais, como diâmetro, altura, densidade e área basal, expressaram adequadamente o gradiente entre as fitofisionomias analisadas. Os valores de AGB medidos/estimados no inventário florestal variaram de 34,46$\pm$2,7 t.ha$^{-1}$ em parcelas de cerrado denso a 3,98$\pm$0,7 t.ha$^{-1}$ em parcelas de campo limpo. A discriminação das fitofisionomias por LDA apresentou melhores resultados na análise geral dos atributos e quando realizada no período seco. Os valores do índice Kappa foram de 0,78 e 0,82 para os períodos chuvoso e seco, respectivamente. O ganho na acurácia de classificação, entre períodos, foi considerado significativo de acordo com o teste Z (p<0,01). Considerando a modelagem de biomassa aérea usando PLSR, os melhores resultados também foram obtidos com a análise integrada dos atributos no modelo geral (R$^{2}$=0,66 e RMSE=6,60 t.ha$^{-1}$). Esses valores foram próximos aos encontrados na modelagem por razões de bandas (R$^{2}$ = 0,65 e RMSE = 6,63 t.ha$^{-1}$), possivelmente pelo alto número de atributos oriundos desse conjunto de métricas (10585 razões). O uso de dados do sensor Hyperion viabilizou a combinação de diferentes atributos hiperespectrais, não apenas na caracterização/discriminação, como na modelagem da AGB. Essa gama de atributos fornecidos por dados Hyperion pode embasar o desenvolvimento de futuros projetos no bioma Cerrado, utilizando os futuros sensores hiperespectrais orbitais HyspIRI e EnMAP, que irão adquirir dados em faixas de imageamento mais amplas e com melhor relação sinal ruído.