Compreensão da resposta de índices de vegetação sar sobre o cerrado brasileiro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bussinguer, Jales de Freitas
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49446
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2023.
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spelling Compreensão da resposta de índices de vegetação sar sobre o cerrado brasileiroCerradoSéries temporaisProcessos estocásticosDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2023.O bioma Cerrado tem sido pressionado pela expansão da fronteira agrícola nos últimos anos. As estratégias do governo brasileiro para monitorar o desmatamento no bioma utilizam principalmente imagens de satélite multiespectrais, cuja disponibili dade e qualidade são limitadas pela cobertura de nuvens nas cenas. A limitação dos dados ópticos em fornecer séries temporais densas ao longo dos anos cria a neces sidade de alternativas para o monitoramento contínuo do Cerrado. Nesse contexto, diversos estudos investigaram o potencial dos dados de SAR para monitorar a vegeta ção do Cerrado devido à sua característica livre de nuvens, alta frequência de revisita e ampla cobertura espacial. Nos últimos anos, a crescente disponibilidade de dados abertos de SAR, liderada pela missão Sentinel-1, permitiu o desenvolvimento de vários índices de vegetação SAR como descritores de vegetação, a maioria focada no mo nitoramento de plantações. No entanto, até onde sabemos, estudos que investigam o uso de índices de vegetação SAR para mapear e monitorar o bioma Cerrado não foram abordados até o momento. Neste estudo, o comportamento temporal de cinco índices de vegetação SAR derivados de dados do Sentinel-1 foi investigado no pe ríodo entre 2017 e 2021 para três classes de vegetação (Floresta, Savana e Campos de Cerrado) no Parque Nacional de Brasília. A análise dos perfis temporais demons trou que todos os índices estudados seguem um padrão sazonal diretamente ligado ao regime pluviométrico no local de estudo. Dual-pol Radar Vegetation Index (DpRVI) e Radar Vegetation Index (RVI) foram relacionados à taxa de variação do sinal de radar sobre a vegetação em função da influência da sazonalidade. Por outro lado, Po larimetric Radar Vegetation Index (PRVI), Dual Pol SAR Vegetation Index (DPSVI) e Modified Dual Pol SAR Vegetation Index (DPSVIm) foram diretamente relacionados ao nível de biomassa das classes e suas variações ao longo do tempo. Verificou-se que a precipitação e as mudanças sazonais na estrutura da vegetação foram importantes impulsionadoras do deslocamento e da dispersão das distribuições espaciais dos ín dices ao longo do tempo. Nesse sentido, um fenômeno denominado equalização de índices foi observado em datas chuvosas, deslocando e espalhando as distribuições espaciais de todas as classes para as mesmas faixas de valor dos índices; degradando a separabilidade entre classes. Um teste de hipótese baseado na análise de distâncias estocásticas demonstrou que a similaridade entre as classes aumenta nas estações secas e diminui nas estações chuvosas. As curvas de rejeição da H0 do DpRVI e RVI permaneceram acima de 97% sem um padrão sazonal claro. As curvas PRVI, DPSVI e DPSVIm para pares de classes apresentaram taxas de rejeição da H0 acima de 94% dentro de um padrão sazonal.The Cerrado biome has observed under pressure by the expansion of the agricul ture frontier in the recent years. The Brazilian government methodological strategies for monitoring the deforestation in the biome encompasses the use of multispectral sa tellite imagery, whose availability and quality are constrained by the cloud cover in the scenes. The optical data limitation to provide dense time series all over the years raises the need of alternatives for the continuous monitoring of the preserved areas. In this context, various studies investigated the potential of SAR data to monitor the Cerrado vegetation due to its cloud-free characteristic, high revisit frequency and wide spatial coverage; which allows the continuous monitoring of the Brazilian savanna physiogno mies. In the recent years, the increasing availability of open SAR data leaded by the Sentinel-1 mission allowed the development of various dual-pol SAR vegetation indices as descriptors of the vegetation, most of them focused on crop monitoring. However, to the best of our knowledge, studies that investigate the use of SAR vegetation indices to map and monitor the Cerrado biome have not been addressed until then. In this study, the temporal behavior of five SAR vegetation indices derived from Sentinel-1 data was investigated in the period between 2017 and 2021 for three vegetation clas ses (Forest, Savanna and Grasslands) in the Brasilia National Park, Brazil. Temporal profiles analysis showed that DpRVI, RVI, PRVI, DPSVI and DPSVIm follows a seaso nal pattern directly linked with the rainfall regime in the study site. DpRVI and RVI were found related to the rate of radar signal variation over the vegetation as a function of the seasonality influence. PRVI, DPSVI and DPSVIm were found directly related with the biomass level of the classes and its variations over time. The precipitation and the se asonal vegetation structure changes were found as an important driver of the shift and the spread of the indices spatial distributions over time. In this regard, a phenomenon here called index equalization was observed on rainy dates, shifting and spreading all classes spatial distributions to the same indices values ranges; consequently degrading the separability between the classes. A hypothesis test based on stochastic distances analysis demonstrated that the similarity between the classes raises in the dry seasons and decreases in the wet seasons. The PRVI, DPSVI and DPSVIm curves for pairs of classes showed rates H0 rejection above 94% within a seasonal pattern. The DpRVI and RVI H0 rejection curves remained above 97% without a clear seasonal pattern.Instituto de Geociências (IG)Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas e GeodinâmicaBaptista, Gustavo Macedo de MelloBussinguer, Jales de Freitas2024-08-01T19:45:55Z2024-08-01T19:45:55Z2024-08-012023-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBUSSINGUER, Jales de Freitas. Compreensão da resposta de índices de vegetação sar sobre o cerrado brasileiro. 2023. 70 f., il. Dissertação (Mestrado em Geociências Aplicadas e Geodinâmica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49446porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-08-01T19:45:56Zoai:repositorio.unb.br:10482/49446Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-08-01T19:45:56Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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