GPS, LiDAR and VNIR data to monitor the spatial behavior of grazing sheep

Traditional knowledge about the behavior of grazing livestock is about to disappear. Shepherds well know that sheep behavior follows non-random patterns. As a novel alternative to seeking behavioral patterns, this study quantified the grazing activities of two sheep flocks of Churra breed (both in the same area but separated by 10 years) based on Global Position System (GPS) monitoring and remote monitoring sensing techniques. In the first monitoring period (2009-10), geolocations were recorded every 5 min (4,240 records), while in the second one (2018-20), records were taken every 30 min (7,636 records). The data were clustered based on the day/night and the activity (resting, moving, or grazing). An airborne LiDAR dataset was used to study the slope, aspect, and vegetation height. Four visible-infrared orthophotographs were mosaicked and classified to obtain the land use/land cover (LU/LC) map. Then, GPS locations were overlain on the terrain features, and a Chi-square test evaluated the relationships between locations and terrain features. Three spatial statistics (directional distribution, Kernel density, and Hot Spot analysis) were also calculated. Results in both monitoring periods suggested that the spatial distribution of free-grazing ewes was non-random. The flocks showed strong preferences for grazing areas with gentle north-facing slopes, where the herbaceous layer formed by pasture predominates. The geostatistical analyses of the sheep locations corroborated those preferences. Geotechnologies have emerged as a potent tool to demonstrate the influence of environmental and terrain attributes on the non-random spatial behavior of grazing sheep.

Correlation between vegetation indexes generated at Vitis Vinifera L. and soil, plant and production parameters for emergency application in decision making / Correlação entre indices de vegetação gerados em Vitis Vinifera L. e parâmetros de solo, planta e produção para aplicação emergencial na tomada de decisão

Correlation between proximal sensing techniques and laboratory results of qualitative variables plus agronomic attributes was evaluated of a 3,0 ha vineyard in the county of Muitos Capões, Northeast of Rio Grande do Sul State, Brazil, in Vitis vinifera L. at 2017/2018 harvest, aiming to evaluate the replacement of conventional laboratory analysis in viticulture by Vegetation Indexes, at situations were laboratory access are unavailable. Based on bibliographic research, looking for vegetative indexes developed or used for canopy reflectance analysis on grapevines and whose working bands were within the spectral range provided by the equipment used, a total of 17 viable candidates were obtained. These chosen vegetation indices were correlated, through Pearson (5%), with agronomic soil attributes (apparent electrical conductivity, clay, pH in H2O, phosphorus, potassium, organic matter, aluminum, calcium, magnesium, effective CTC, CTC at pH 7.0, zinc, copper, sulfur and boron) for depths 0 -20 cm and 20-40 cm, and plant tissue (Nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, copper, zinc, iron, manganese and boron) , in addition to some key oenological and phytotechnical parameters for the quantification of wine production and quality. One hundred and thirty ninesignificant correlations were obtained from this cross, with 36 moderate coefficients between 19 parameter variables versus 12 of the indexes. We concluded that in cases where access or availability of laboratory analyzes is difficult or impracticable, the use of vegetation indices is possible if the correlation coefficients reach, at least, the moderate magnitude, serving as a support to decision making until the lack analytical structure to be remedied.

Avaliou-se a correlação entre as técnicas de sensoriamento proximal e os resultados laboratoriais de variáveis qualitativas, mais os atributos agronômicos do solo de um vinhedo de 3,0 ha no município de Muitos Capões, região nordeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil, na safra 2017/2018. Objetivou avaliar a substituição das análises laboratoriais convencionais em viticultura por Índices de Vegetação, em situações de indisponibilidade de acesso ao laboratório. Com base em pesquisa bibliográfica, buscaram-se índices vegetativos desenvolvidos ou utilizados para análise de refletância de dossel em videiras e cujas bandas de trabalho estavam dentro do intervalo espectral fornecido pelo equipamento utilizado, obtendo-se um total de 17 candidatos viáveis. Esses índices de vegetação escolhidos foram correlacionados, por meio de Pearson (5%), com atributos agronômicos do solo (condutividade elétrica aparente, argila, pH em H2O, fósforo, potássio, matéria orgânica, alumínio, cálcio, magnésio, CTC efetivo, CTC em pH 7,0, zinco, cobre, enxofre e boro) para profundidades de 0 - 20 cm e 20 - 40 cm, e tecido vegetal (nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, cobre, zinco, ferro, manganês e boro), além de alguns parâmetros enológicos e fitotécnicos essenciais para a quantificação da produção e qualidade do vinho. Deste cruzamento foram obtidas 139 correlações significativas, resultando 36 coeficientes moderados entre 19 variáveis de parâmetros versus 12 dos índices. Concluímos que nos casos em que o acesso ou disponibilidade de análises laboratoriais é difícil ou impraticável, a utilização de índices de vegetação é possível, desde que os coeficientes de correlação atinjam, pelo menos, a magnitude moderada, servindo como suporte para a tomada de decisão até a falta de estrutura analítica ser remediada.

Spatio-temporal variability of biophysical parameters of irrigated maize using orbital remote sensing / Variabilidade espaço-temporal de parâmetros biofisícos do milho irrigado utilizando sensoriamento remoto orbital

This study proposes to estimate the actual crop evapotranspiration, using the SAFER model, as well as calculate the crop coefficient (Kc) as a function of the normalized difference vegetation index (NDVI) and determine the biomass of an irrigated maize crop using images from the Operational Land Imager (OLI) and Thermal Infrared (TIRS) sensors of the Landsat-8 satellite. Pivots 21 to 26 of a commercial farm located in the municipalities of Bom Jesus da Lapa and Serra do Ramalho, west of Bahia State, Brazil, were selected. Sowing dates for each pivot were arranged as North and South or East and West, with cultivation starting firstly in one of the orientations and subsequently in the other. The relationship between NDVI and the Kc values obtained in the FAO-56 report (KcFAO) revealed a high coefficient of determination (R2 = 0.7921), showing that the variance of KcFAO can be explained by NDVI in the maize crop. Considering the center pivots with different planting dates, the crop evapotranspiration (ETc ) pixel values ranged from 0.0 to 6.0 mm d-1 during the phenological cycle. The highest values were found at 199 days of the year (DOY), corresponding to around 100 days after sowing (DAS). The lowest BIO values occur at 135 DOY, at around 20 DAS. There is a relationship between ETc and BIO, where the DOY with the highest BIO are equivalent to the days with the highest ETc values. In addition to this relationship, BIO is strongly influenced by soil water availability.(AU)

Objetivou-se com o presente estudo estimar a evapotranspiração real da cultura por meio do modelo SAFER, calcular o Kc em função do NDVI e a biomassa da cultura do milho irrigado, utilizando para isso imagens dos sensores Operacional Land Imager (OLI) e Thermal Infrared Sensor (TIRS) do satélite Landsat-8. Foram selecionados os pivôs 21 ao 26 de uma fazenda comercial localizada nos municípios de Bom Jesus da Lapa e Serra do Ramalho, situadas no oeste do estado da Bahia, Brasil. As épocas de semeadura dentro dos pivôs são ordenadas em Norte e Sul ou Leste e Oeste, iniciando o cultivo primeiro em uma das orientações e posteriormente na outra. Verifica-se com base na relação entre NDVI e KcFAO, um alto valor do coeficiente de determinação (R2=0,7921), evidenciando que a variância do KcFAO pode ser explicada pelo NDVI na cultura do milho. Considerando-se os pivôs centrais com diferentes datas de plantio, os valores dos pixels da ETc variaram de 0,0 a 6,0 mm d-1 durante o ciclo fenológico. Os maiores valores foram encontrados para o DOY 199, correspondendo ao DAS em torno de 100 dias. Os valores mais baixos da BIO ocorrem aos 135 DOY em torno de 20 DAS. É observado que existe uma relação entre a ETc e BIO, os DOY mais elevados da BIO são equivalentes com os maiores valores de ETc . Além desta relação, a BIO é fortemente influenciada pela disponibilidade hídrica no solo.(AU)

Erosion of the nocturnal boundary layer in the central Amazon during the dry season / Erosão da camada limite noturna na Amazônia central durante a estação seca

In this study, the erosion of the nocturnal boundary layer (NBL) was analyzed in the central Amazon during the dry season of 2014, using data from the GoAmazon 2014/5 Project and high-resolution model outputs (PArallelized Les Model - PALM). The dataset consisted of in situ (radiosonde) and remote sensing instruments measurements (Ceilometer, Lidar, Wind Profiler, microwave radiometer, and SODAR). The results showed that the NBL erosion occurred, on average, two hours after sunrise (06:00 local time), and the sensible heat flux provided more than 50% of the sensible heating necessary for the erosion process to occur. After the erosion, the convective phase developed quickly (175.2 m h-1). The measurements of the remote sensors showed that the Ceilometer, in general, presented satisfactory results in relation to the radiosondes for measuring the height of the planetary boundary layer. The PALM simulations represented well the NBL erosion, with a small underestimation ( 20 m) at the beginning of this phase. In the final phase of NBL erosion and in the initial stage of the development of the convective boundary layer (CBL), the model presented satisfactory results, with heights of CBL ranging from 800 m to 1,650 m, respectively.(AU)

Este estudo teve como objetivo analisar a erosão da camada limite noturna (CLN) na Amazônia central durante a estação seca de 2014, usando dados do Projeto GoAmazon 2014/5 e saídas do modelo de alta resolução (PArallelized Les Model - PALM). O conjunto de dados consistiu de medidas por instrumentos in situ (radiossonda) e sensoriamento remoto (Ceilometer, Lidar, Wind Profiler, radiômetro de microondas e SODAR). Os resultados mostraram que a erosão da CLN ocorreu, em média, duas horas após o nascer do sol (06:00 hora local), e o fluxo de calor sensível forneceu mais de 50% do aquecimento necessário para o processo de erosão ocorrer. Após a erosão, a fase convectiva se desenvolveu rapidamente (175,2 m h-1). As medidas dos sensores remotos mostraram que o Ceilometer, em geral, apresentou resultados satisfatórios em relação às radiossondas para medidas da altura da camada limite planetária. As simulações PALM representaram bem a erosão da CLN, com uma pequena subestimação ( 20 m) no início desta fase. Na fase final da erosão da CLN e no estágio inicial do desenvolvimento da camada limite convectiva (CLC), o modelo apresentou resultados satisfatórios, com alturas variando de 800 m a 1.650 m, respectivamente.(AU)

Exatidão cartográfica de três MDE disponíveis para o Estado de Santa Catarina / Cartographic accuracy of three DEMs available for the State of Santa Catarina

O presente estudo objetivou apresentar uma avaliação independente do potencial de um modelo digital de elevação (MDE/SC), gerado por aerofotogrametria, para aplicações as quais demandem escalas detalhadas no Estado de Santa Catarina. Foram coletados 20 pontos de controle e comparados com valores altimétricos derivados do MDE/SC, SRTM v.4.1 e TOPODATA conforme especificações da PEC-PCD. O MDE/SC atendeu aos requisitos da escala 1:10.000 na classe C, enquanto os MDE SRTM v.4.1 e TOPODATA foram enquadrados na escala 1:50.000 classes A e B, respectivamente. A classificação do MDE/SC condiz com a informada no relatório do aerolevantamento e, assim, recomenda-se o emprego do MDE/SC em estudos e levantamentos os quais demandem escalas detalhadas no Estado de Santa Catarina.

This study aims to present an independent evaluation of the potential of a digital elevation model (DEM/SC), generated by aerophotogrammetry, for applications requiring detailed datasets in the state of Santa Catarina. A total of 20 control points were collected and compared with elevation values derived from DEM/SC, SRTM v.4.1 and TOPODATA according to PEC-PCD. The DEM/SC met the requirements for the 1:10,000 scale in class C, while the DEM SRTM v.4.1 and TOPODATA fitted with the scale 1:50,000 classes A and B, respectively. The DEM/SC classification is consistent with that informed in the aerial survey report. Therefore, one recommends using the DEM/SC in studies and surveys that require detailed elevation datasets in the state of Santa Catarina.

Exatidão cartográfica de três MDE disponíveis para o Estado de Santa Catarina / Cartographic accuracy of three DEMs available for the State of Santa Catarina

O presente estudo objetivou apresentar uma avaliação independente do potencial de um modelo digital de elevação (MDE/SC), gerado por aerofotogrametria, para aplicações as quais demandem escalas detalhadas no Estado de Santa Catarina. Foram coletados 20 pontos de controle e comparados com valores altimétricos derivados do MDE/SC, SRTM v.4.1 e TOPODATA conforme especificações da PEC-PCD. O MDE/SC atendeu aos requisitos da escala 1:10.000 na classe C, enquanto os MDE SRTM v.4.1 e TOPODATA foram enquadrados na escala 1:50.000 classes A e B, respectivamente. A classificação do MDE/SC condiz com a informada no relatório do aerolevantamento e, assim, recomenda-se o emprego do MDE/SC em estudos e levantamentos os quais demandem escalas detalhadas no Estado de Santa Catarina.(AU)

This study aims to present an independent evaluation of the potential of a digital elevation model (DEM/SC), generated by aerophotogrammetry, for applications requiring detailed datasets in the state of Santa Catarina. A total of 20 control points were collected and compared with elevation values derived from DEM/SC, SRTM v.4.1 and TOPODATA according to PEC-PCD. The DEM/SC met the requirements for the 1:10,000 scale in class C, while the DEM SRTM v.4.1 and TOPODATA fitted with the scale 1:50,000 classes A and B, respectively. The DEM/SC classification is consistent with that informed in the aerial survey report. Therefore, one recommends using the DEM/SC in studies and surveys that require detailed elevation datasets in the state of Santa Catarina.(AU)

Water residence time affecting phytoplankton blooms: study case in Ibitinga Reservoir (São Paulo, Brazil) using Landsat/TM images

Abstract Satellite images are an effective tool for the detection of phytoplankton blooms, since they cause striking changes in water color. Bloom intensity can be expressed in terms of chlorophyll-a concentration. Previous studies suggest the use of Landsat TM4/TM3 reflectance ratio to retrieve surface chlorophyll-a concentration from aquatic systems. In this study we assumed that a remote sensing trophic state index can be applied to investigate how changes in HRT along the hydrologic year affect the spatial distribution of the phytoplankton blooms at Ibitingas reservoir surface. For that, we formulated two objectives: (1) apply a semi-empirical model which uses this reflectance ratio to map chlorophyll-a concentration at Ibitinga reservoir along the 2005 hydrologic year and (2) assess how changes in hydraulic residence time (HRT) affect the spatial distribution of phytoplankton blooms at Ibitinga Reservoir. The study site was chosen because previous studies reported seasonal changes in the reservoir limnology which might be related to the reservoir seasonality and hydrodynamics. Six Landsat/TM images were acquired over Ibitinga reservoir during 2005 and water flow measurements provided by the Brazilian Electric System National Operator - ONS were used to compute the reservoir´s residence time, which varied from 5.37 to 52.39 days during 2005. The HRT in the date of image acquisition was then compared to the distribution of chlorophyll-a in the reservoir. The results showed that the HRT increasing implies the increasing of the reservoir surface occupied by phytoplankton blooms.

Resumo As imagens de satélite são frequentemente usadas para a identificação de florações de fitoplâncton porque sua presença causa mudanças significativas na cor da água. A abundância das florações pode ser quantificada por medidas de concentração de clorofila-a. Diversos estudos sugerem o uso da razão de reflectância das bandas TM4/TM3 Landsat, para determinar as concentrações de clorofila-a em sistemas aquáticos. Este trabalho tem como objetivos: (1) aplicar um modelo semi-empírico que usa essa razão para mapear a concentração de clorofila-a no reservatório de Ibitinga ao longo do ano hidrológico de 2005; (2) avaliar como as mudanças no tempo de residência hidráulica afetaram a distribuição de florações na superfície do reservatório. O reservatório de Ibitinga foi selecionado porque estudos prévios indicavam mudanças sazonais nas propriedades limnológicas do reservatório, as quais poderiam estar relacionadas à sazonalidade e à hidrodinâmica. Seis imagens TM/Landsat foram adquiridas sobre o reservatório de Ibitinga durante o ano de 2005. Foi então usada uma tabela associando intervalos de razão de banda a intervalos de concentração de clorofila-a. Medidas de vazão fornecidas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico ONS foram utilizadas para calcular o tempo de residência hidráulica do reservatório, que variou entre 5,37 e 52,39 dias durante 2005. O tempo de residência hidráulica em cada data de aquisição da imagem foi então comparado com a área ocupada pelas florações de fitoplancton. Os resultados indicaram uma forte relação entre o tempo de residência hidráulica e a área ocupada por florações. Em junho de 2005, quando o reservatório atingiu seu menor tempo de residência hidráulica, apenas 20% de sua área estiveram ocupadas por florações. Em setembro e outubro, quando a residência hidráulica atinge o seu máximo, mais que 80% da superfície do reservatório foram ocupadas por florações de fitoplancton.

Water residence time affecting phytoplankton blooms: study case in Ibitinga Reservoir (São Paulo, Brazil) using Landsat/TM images / Efeito de variações no tempo de residência hidráulica sobre a ocorrência de florações de fitoplâncton: estudo de caso no Reservatório de Ibitinga (SP) com o uso de imagens Landsat/TM

Satellite images are an effective tool for the detection of phytoplankton blooms, since they cause striking changes in water color. Bloom intensity can be expressed in terms of chlorophyll-a concentration. Previous studies suggest the use of Landsat TM4/TM3 reflectance ratio to retrieve surface chlorophyll-a concentration from aquatic systems. In this study we assumed that a remote sensing trophic state index can be applied to investigate how changes in HRT along the hydrologic year affect the spatial distribution of the phytoplankton blooms at Ibitingas reservoir surface. For that, we formulated two objectives: (1) apply a semi-empirical model which uses this reflectance ratio to map chlorophyll-a concentration at Ibitinga reservoir along the 2005 hydrologic year and (2) assess how changes in hydraulic residence time (HRT) affect the spatial distribution of phytoplankton blooms at Ibitinga Reservoir. The study site was chosen because previous studies reported seasonal changes in the reservoir limnology which might be related to the reservoir seasonality and hydrodynamics. Six Landsat/TM images were acquired over Ibitinga reservoir during 2005 and water flow measurements provided by the Brazilian Electric System National Operator - ONS were used to compute the reservoir´s residence time, which varied from 5.37 to 52.39 days during 2005. The HRT in the date of image acquisition was then compared to the distribution of chlorophyll-a in the reservoir. The results showed that the HRT increasing implies the increasing of the reservoir surface occupied by phytoplankton blooms.(AU)

As imagens de satélite são frequentemente usadas para a identificação de florações de fitoplâncton porque sua presença causa mudanças significativas na cor da água. A abundância das florações pode ser quantificada por medidas de concentração de clorofila-a. Diversos estudos sugerem o uso da razão de reflectância das bandas TM4/TM3 Landsat, para determinar as concentrações de clorofila-a em sistemas aquáticos. Este trabalho tem como objetivos: (1) aplicar um modelo semi-empírico que usa essa razão para mapear a concentração de clorofila-a no reservatório de Ibitinga ao longo do ano hidrológico de 2005; (2) avaliar como as mudanças no tempo de residência hidráulica afetaram a distribuição de florações na superfície do reservatório. O reservatório de Ibitinga foi selecionado porque estudos prévios indicavam mudanças sazonais nas propriedades limnológicas do reservatório, as quais poderiam estar relacionadas à sazonalidade e à hidrodinâmica. Seis imagens TM/Landsat foram adquiridas sobre o reservatório de Ibitinga durante o ano de 2005. Foi então usada uma tabela associando intervalos de razão de banda a intervalos de concentração de clorofila-a. Medidas de vazão fornecidas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico ONS foram utilizadas para calcular o tempo de residência hidráulica do reservatório, que variou entre 5,37 e 52,39 dias durante 2005. O tempo de residência hidráulica em cada data de aquisição da imagem foi então comparado com a área ocupada pelas florações de fitoplancton. Os resultados indicaram uma forte relação entre o tempo de residência hidráulica e a área ocupada por florações. Em junho de 2005, quando o reservatório atingiu seu menor tempo de residência hidráulica, apenas 20% de sua área estiveram ocupadas por florações. Em setembro e outubro, quando a residência hidráulica atinge o seu máximo, mais que 80% da superfície do reservatório foram ocupadas por florações de fitoplancton.(AU)

Sugarcane yield estimates using time series analysis of spot vegetation images

The current system used in Brazil for sugarcane (Saccharum officinarum L.) crop forecasting relies mainly on subjective information provided by sugar mill technicians and on information about demands of raw agricultural products from industry. This study evaluated the feasibility to estimate the yield at municipality level in São Paulo State, Brazil, using 10-day periods of SPOT Vegetation NDVI images and ECMWF meteorological data. Twenty municipalities and seven cropping seasons were selected between 1999 and 2006. The plant development cycle was divided into four phases, according to the sugarcane physiology, obtaining spectral and meteorological attributes for each phase. The most important attributes were selected and the average yield was classified according to a decision tree. Values obtained from the NDVI time profile from December to January next year enabled to classify yields into three classes: below average, average and above average. The results were more effective for 'average' and 'above average' classes, with 86.5 and 66.7% accuracy respectively. Monitoring sugarcane planted areas using SPOT Vegetation images allowed previous analysis and predictions on the average municipal yield trend.

O atual sistema de previsão de safras para a cultura da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) usado no Brasil depende, em boa parte, de informações subjetivas, baseadas no conhecimento de técnicos do setor sucroalcooleiro e em informações sobre demanda de insumos na cadeia produtiva. Avaliou-se o uso de imagens decendiais de NDVI do sensor SPOT Vegetation e variáveis meteorológicas do modelo do ECMWF para inferir sobre os dados de produtividade oficiais registrados em municípios e safras previamente selecionados. Foram selecionados 20 municípios e sete safras compreendidas entre o período de 1999 e 2006. O ciclo de desenvolvimento da cultura foi dividido em quatro fases, de acordo com a fisiologia, gerando para cada fase atributos espectrais e meteorológicos. Foram selecionados os atributos mais relevantes para a classificação da produtividade média municipal e, por meio de árvore de decisão, a produtividade média municipal foi classificada. Valores extraídos do perfil temporal do NDVI entre os meses de dezembro e janeiro permitiram classificar a produtividade em três classes: abaixo da média, média e acima da média. Os resultados foram mais efetivos para as classes "média" e "acima da média", com acertos de 86,5 e 66,7%, respectivamente. O monitoramento de áreas canavieiras do estado de São Paulo por meio de imagens SPOT Vegetation permitiu inferir sobre a tendência da produtividade média municipal previamente.

Sugarcane yield estimates using time series analysis of spot vegetation images

The current system used in Brazil for sugarcane (Saccharum officinarum L.) crop forecasting relies mainly on subjective information provided by sugar mill technicians and on information about demands of raw agricultural products from industry. This study evaluated the feasibility to estimate the yield at municipality level in São Paulo State, Brazil, using 10-day periods of SPOT Vegetation NDVI images and ECMWF meteorological data. Twenty municipalities and seven cropping seasons were selected between 1999 and 2006. The plant development cycle was divided into four phases, according to the sugarcane physiology, obtaining spectral and meteorological attributes for each phase. The most important attributes were selected and the average yield was classified according to a decision tree. Values obtained from the NDVI time profile from December to January next year enabled to classify yields into three classes: below average, average and above average. The results were more effective for 'average' and 'above average' classes, with 86.5 and 66.7% accuracy respectively. Monitoring sugarcane planted areas using SPOT Vegetation images allowed previous analysis and predictions on the average municipal yield trend.

O atual sistema de previsão de safras para a cultura da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) usado no Brasil depende, em boa parte, de informações subjetivas, baseadas no conhecimento de técnicos do setor sucroalcooleiro e em informações sobre demanda de insumos na cadeia produtiva. Avaliou-se o uso de imagens decendiais de NDVI do sensor SPOT Vegetation e variáveis meteorológicas do modelo do ECMWF para inferir sobre os dados de produtividade oficiais registrados em municípios e safras previamente selecionados. Foram selecionados 20 municípios e sete safras compreendidas entre o período de 1999 e 2006. O ciclo de desenvolvimento da cultura foi dividido em quatro fases, de acordo com a fisiologia, gerando para cada fase atributos espectrais e meteorológicos. Foram selecionados os atributos mais relevantes para a classificação da produtividade média municipal e, por meio de árvore de decisão, a produtividade média municipal foi classificada. Valores extraídos do perfil temporal do NDVI entre os meses de dezembro e janeiro permitiram classificar a produtividade em três classes: abaixo da média, média e acima da média. Os resultados foram mais efetivos para as classes "média" e "acima da média", com acertos de 86,5 e 66,7%, respectivamente. O monitoramento de áreas canavieiras do estado de São Paulo por meio de imagens SPOT Vegetation permitiu inferir sobre a tendência da produtividade média municipal previamente.

Estimativa da área de soja no Estado do Rio Grande do Sul por um método de amostragem

This paper evaluates a sampling square method to estimate soybean crop area in Rio Grande do Sul State, Brazil. A soybean thematic map obtained from multitemporal Landsat images classification for the crop year of 2000/01 was used as reference data. The State area was divided into cells of 1 x 1km and stratified into three soybean area densities (0-20, 20-40 and 40-67%) at municipality level. A probabilistic technique was used to determine four sample rates representing 0.06, 0.12, 0.24 and 0.48% of the study area, being each one randomly sampled one hundred times. The soybean area for each sample was evaluated based on the reference data map. The one hundred estimates for each sample rate were then compared with the reference data for the entire study area. Best results were obtained for the highest sample rate with low Coefficient of Variation (5.2%), indicating that this method is not only suitable to accurate estimate soybean crop area, at State level, but it is also an appropriate alternative for early forecast or when cloud free satellite images are not available. The best three samples for the highest sample rate were selected to estimate soybean area over images acquired in the following crop year (2001/02). In this case, an increment between 11.4 and 12.5% in relation to 2000/01 was observed, indicating that the IBGE estimate (8.8%) is underestimated.

Este trabalho objetivou avaliar um método de amostragem por segmentos regulares na estimativa da área plantada com soja no Estado do Rio Grande do Sul. Um mapa temático das áreas com soja, oriundo da classificação multitemporal de imagens do satélite Landsat, ano-safra 2000/01, foi utilizado como dado de referência para comparação dos resultados. A área de estudo foi dividida em segmentos regulares de 1 x 1km e estratificada em relação ao percentual de soja cultivado no município, em três extratos: a) 0-20; b) 20-40 e c) 40-67%. Um método probabilístico foi utilizado para definir quatro números amostrais, representando 0,06, 0,12, 0,24 e 0,48% da área de estudo, sendo cada um sorteado aleatoriamente cem vezes. A estimativa da área de soja para cada sorteio foi calculada analisando-se a área de cada segmento sorteado sobre o mapa temático e então comparada ao dado de referência. Os melhores resultados foram obtidos para o maior número amostral, o qual teve baixo Coeficiente de Variação (5,2%), indicando que o método, além de fornecer a área plantada com soja, em nível estadual, pode ser usado para prever a área plantada no início da safra ou nos anos em que não se dispõe de imagens de satélite livres de nuvens. Os três melhores sorteios para o maior número amostral tiveram sua área de soja também quantificada através do mapeamento de imagens adquiridas no ano-safra subseqüente (2001/02). Neste caso, foi observado um incremento entre 11,4 e 12,5% em relação ao ano-safra 2000/01, indicando que o incremento informado pelo IBGE (8,8%) está subestimado.

Estimativa da área de soja no Estado do Rio Grande do Sul por um método de amostragem

This paper evaluates a sampling square method to estimate soybean crop area in Rio Grande do Sul State, Brazil. A soybean thematic map obtained from multitemporal Landsat images classification for the crop year of 2000/01 was used as reference data. The State area was divided into cells of 1 x 1km and stratified into three soybean area densities (0-20, 20-40 and 40-67%) at municipality level. A probabilistic technique was used to determine four sample rates representing 0.06, 0.12, 0.24 and 0.48% of the study area, being each one randomly sampled one hundred times. The soybean area for each sample was evaluated based on the reference data map. The one hundred estimates for each sample rate were then compared with the reference data for the entire study area. Best results were obtained for the highest sample rate with low Coefficient of Variation (5.2%), indicating that this method is not only suitable to accurate estimate soybean crop area, at State level, but it is also an appropriate alternative for early forecast or when cloud free satellite images are not available. The best three samples for the highest sample rate were selected to estimate soybean area over images acquired in the following crop year (2001/02). In this case, an increment between 11.4 and 12.5% in relation to 2000/01 was observed, indicating that the IBGE estimate (8.8%) is underestimated.

Este trabalho objetivou avaliar um método de amostragem por segmentos regulares na estimativa da área plantada com soja no Estado do Rio Grande do Sul. Um mapa temático das áreas com soja, oriundo da classificação multitemporal de imagens do satélite Landsat, ano-safra 2000/01, foi utilizado como dado de referência para comparação dos resultados. A área de estudo foi dividida em segmentos regulares de 1 x 1km e estratificada em relação ao percentual de soja cultivado no município, em três extratos: a) 0-20; b) 20-40 e c) 40-67%. Um método probabilístico foi utilizado para definir quatro números amostrais, representando 0,06, 0,12, 0,24 e 0,48% da área de estudo, sendo cada um sorteado aleatoriamente cem vezes. A estimativa da área de soja para cada sorteio foi calculada analisando-se a área de cada segmento sorteado sobre o mapa temático e então comparada ao dado de referência. Os melhores resultados foram obtidos para o maior número amostral, o qual teve baixo Coeficiente de Variação (5,2%), indicando que o método, além de fornecer a área plantada com soja, em nível estadual, pode ser usado para prever a área plantada no início da safra ou nos anos em que não se dispõe de imagens de satélite livres de nuvens. Os três melhores sorteios para o maior número amostral tiveram sua área de soja também quantificada através do mapeamento de imagens adquiridas no ano-safra subseqüente (2001/02). Neste caso, foi observado um incremento entre 11,4 e 12,5% em relação ao ano-safra 2000/01, indicando que o incremento informado pelo IBGE (8,8%) está subestimado.

Determination of the land use of the municipality of Bandeirantes, Paraná State, using Landsat 7 Etm + image and geoprocessing techniques / Determinação do uso do solo do município de Bandeirantes, Estado do Paraná, através de imagem do Landsat 7 Etm+ e técnicas de geoprocessamento

For the agricultural planning of a region, one of the fundamental items is the identification of the installed cultures. The geographic information systems, allied to remote sensing are important tools to the identification and evaluation of the land use. With the objective of identifying the land use of the municipal district of Bandeirantes-PR, it was used the bands 2, 3, 4 and 5 of LANDSAT 7 ETM+, NDVI (reason among bands 4 and 3). The image classification, was accomplished by the classification system supervised for areas, classifier Batha charya, implemented in SPRING 3.6.03, developed by INPE (National Spatial Research Institute) and the colored composition NDVI, 5 and 2 (R,G,B) it contrasts (average: R = 77,72, G = 75,6, B = 50,24). The municipal district land use ponders mainly in annual cultures, pasture and sugar cane, with participation of 27,31%, 20% and 18,31% respectively. The bands composition used was efficient in the determination of the land use, and the division among bands 4 and 3 to obtain NDVI was important, mainly in the areas of more irregular landscape. The geographical information system demonstrated agility and precision in the evaluation of the thematic areas.

Para o planejamento agrícola de uma região, um dos itens fundamentais é a identificação das culturas instaladas. Os sistemas de informações geográficas, aliados a dados de sensores remotos são importantes ferramentas na identificação e avaliação do uso do solo. Com o objetivo de identificar o uso do solo do município de Bandeirantes PR, utilizou-se as bandas 2, 3, 4 e 5 do LANDSAT 7 ETM+, NDVI (razão entre bandas 4 e 3). Para classificação da imagem, utilizou-se o sistema de classificação supervisionado por regiões, classificador Bhatta charya, implementado no SPRING 3.6.03 (Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas) desenvolvido pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e a composição colorida NDVI, 5 e 2 (R,G,B) contraste (média: R = 77,72, G = 75,6, B = 50,24). O uso do solo deste município refere-se principalmente a culturas anuais, pastagens e cana-de-açúcar, com participação de 27,31%, 20% e 18,31% respectivamente. A composição de bandas utilizada foi eficiente na determinação do uso do solo e a divisão entre bandas 4 e 3 para a obtenção do NDVI, foi importante para a detecção deste parâmetro, principalmente nas áreas de relevo mais acentuado. O sistema de informações geográficas demonstrou agilidade e precisão na avaliação das áreas temáticas.

Analysis multitemporal of the soil use and occupation between 1987 and 2004 in the northern urban expansion zone of Londrina- PR, using Remote Sensing (SR) and the Geographical Information System (GIS) / Análise multitemporal do uso e ocupação do solo entre 1987 e 2004 na zona de expansão urbana norte de Londrina-PR, utilizando Sensoriamento Remoto (SR) e Sistema de Informações Geográficas (SIG)

The article makes a multitemporal analysis of use/occupation of the soil in the area of urban sprawl North of Londrina-PR the years between 1987 and 2004, using images from Landsat-5 satellites and Spot-5. Were applied images digital processing techniques (PDI) as color combinations (false color), processing IHS (Intensity, Hue, Saturation) and supervised maximum likelihood classification (MAXVER), in order to get the classes of use/occupation of the soil. The results are presented in thematic maps showing qualitatively and quantitatively the real condition of use and occupation of land, noting that the region is not being environmentally preserved according to the established laws because its forest cover has less than 20% of forests, the minimum required by law. The urban area and ranches had an increasing advance, confirming the trend of land use in the region for the unplanned way urban occupation. In turn the pasture and agricultural activity had a higher prevalence of 50% in the area, showing the importance of rural activity for the region.

O artigo faz uma análise multitemporal do uso/ocupação do solo na Zona de Expansão Urbana Norte de Londrina-PR entre os anos de 1987 e 2004, utilizando imagens dos satélites Landsat-5 e Spot- 5. Foram aplicadas as imagens técnicas de processamento digital (PDI) como combinações coloridas (falsa cor), transformação IHS (Intensity, Hue, Saturation) e classificação supervisionada de máxima verossimilhança (maxver), com intuito de obter as classes de uso/ocupação do solo. Os resultados obtidos são apresentados em mapas temáticos mostrando qualitativamente e quantitativamente a real condição do uso e ocupação do solo, constatando que a região não vem sendo preservada ambientalmente segundo as legislações estabelecidas, pois sua cobertura florestal apresenta-se com menos de 20% de florestas, mínimo exigido por lei. A área urbana e de chácaras tiveram um crescente avanço, confirmando a tendência do uso do solo da região para a ocupação urbana de forma não planejada. Por sua vez a atividade agrícola e de pastagem tiveram um predomínio maior de 50% na área, mostrando a importância da atividade rural para a região.

Analysis multitemporal of the soil use and occupation between 1987 and 2004 in the northern urban expansion zone of Londrina- PR, using Remote Sensing (SR) and the Geographical Information System (GIS) / Análise multitemporal do uso e ocupação do solo entre 1987 e 2004 na zona de expansão urbana norte de Londrina-PR, utilizando Sensoriamento Remoto (SR) e Sistema de Informações Geográficas (SIG)

The article makes a multitemporal analysis of use/occupation of the soil in the area of urban sprawl North of Londrina-PR the years between 1987 and 2004, using images from Landsat-5 satellites and Spot-5. Were applied images digital processing techniques (PDI) as color combinations (false color), processing IHS (Intensity, Hue, Saturation) and supervised maximum likelihood classification (MAXVER), in order to get the classes of use/occupation of the soil. The results are presented in thematic maps showing qualitatively and quantitatively the real condition of use and occupation of land, noting that the region is not being environmentally preserved according to the established laws because its forest cover has less than 20% of forests, the minimum required by law. The urban area and ranches had an increasing advance, confirming the trend of land use in the region for the unplanned way urban occupation. In turn the pasture and agricultural activity had a higher prevalence of 50% in the area, showing the importance of rural activity for the region.

O artigo faz uma análise multitemporal do uso/ocupação do solo na Zona de Expansão Urbana Norte de Londrina-PR entre os anos de 1987 e 2004, utilizando imagens dos satélites Landsat-5 e Spot- 5. Foram aplicadas as imagens técnicas de processamento digital (PDI) como combinações coloridas (falsa cor), transformação IHS (Intensity, Hue, Saturation) e classificação supervisionada de máxima verossimilhança (maxver), com intuito de obter as classes de uso/ocupação do solo. Os resultados obtidos são apresentados em mapas temáticos mostrando qualitativamente e quantitativamente a real condição do uso e ocupação do solo, constatando que a região não vem sendo preservada ambientalmente segundo as legislações estabelecidas, pois sua cobertura florestal apresenta-se com menos de 20% de florestas, mínimo exigido por lei. A área urbana e de chácaras tiveram um crescente avanço, confirmando a tendência do uso do solo da região para a ocupação urbana de forma não planejada. Por sua vez a atividade agrícola e de pastagem tiveram um predomínio maior de 50% na área, mostrando a importância da atividade rural para a região.

Determination of the land use of the municipality of Bandeirantes, Paraná State, using Landsat 7 Etm + image and geoprocessing techniques / Determinação do uso do solo do município de Bandeirantes, Estado do Paraná, através de imagem do Landsat 7 Etm+ e técnicas de geoprocessamento

For the agricultural planning of a region, one of the fundamental items is the identification of the installed cultures. The geographic information systems, allied to remote sensing are important tools to the identification and evaluation of the land use. With the objective of identifying the land use of the municipal district of Bandeirantes-PR, it was used the bands 2, 3, 4 and 5 of LANDSAT 7 ETM+, NDVI (reason among bands 4 and 3). The image classification, was accomplished by the classification system supervised for areas, classifier Batha charya, implemented in SPRING 3.6.03, developed by INPE (National Spatial Research Institute) and the colored composition NDVI, 5 and 2 (R,G,B) it contrasts (average: R = 77,72, G = 75,6, B = 50,24). The municipal district land use ponders mainly in annual cultures, pasture and sugar cane, with participation of 27,31%, 20% and 18,31% respectively. The bands composition used was efficient in the determination of the land use, and the division among bands 4 and 3 to obtain NDVI was important, mainly in the areas of more irregular landscape. The geographical information system demonstrated agility and precision in the evaluation of the thematic areas.

Para o planejamento agrícola de uma região, um dos itens fundamentais é a identificação das culturas instaladas. Os sistemas de informações geográficas, aliados a dados de sensores remotos são importantes ferramentas na identificação e avaliação do uso do solo. Com o objetivo de identificar o uso do solo do município de Bandeirantes PR, utilizou-se as bandas 2, 3, 4 e 5 do LANDSAT 7 ETM+, NDVI (razão entre bandas 4 e 3). Para classificação da imagem, utilizou-se o sistema de classificação supervisionado por regiões, classificador Bhatta charya, implementado no SPRING 3.6.03 (Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas) desenvolvido pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e a composição colorida NDVI, 5 e 2 (R,G,B) contraste (média: R = 77,72, G = 75,6, B = 50,24). O uso do solo deste município refere-se principalmente a culturas anuais, pastagens e cana-de-açúcar, com participação de 27,31%, 20% e 18,31% respectivamente. A composição de bandas utilizada foi eficiente na determinação do uso do solo e a divisão entre bandas 4 e 3 para a obtenção do NDVI, foi importante para a detecção deste parâmetro, principalmente nas áreas de relevo mais acentuado. O sistema de informações geográficas demonstrou agilidade e precisão na avaliação das áreas temáticas.

Dinâmica no uso da terra de 1991 a 2010 da região semiárida do estado do Piauí : cajucultura e apicultura

Neste trabalho o objetivo foi analisar o uso da terra, através de mudanças na cobertura, em variação temporal (1991, 1995, 2000, 2005 e 2010), na bacia hidrográfica do complexo hidrológico Guaribas ? Riachão ? Marçal, região semiárida do estado do Piauí, Brasil, relacionando áreas de produção de caju e áreas de vegetação nativa de interesse apícola. Os procedimentos para a obtenção e organização dos dados se fundamentaram em técnicas de sensoriamento remoto, processamento de imagens e composição de um sistema de informações geográficas - SIG. A rede de drenagem foi obtida a partir de um modelo digital de elevação (MDE) com processamento digital em classificação não supervisionada para as séries temporais de imagens, originando duas grandes classes de cobertura: CVN (Cobertura Vegetal Nativa) e ANV (Áreas Antrópicas ou Não Vegetada) em cinco recortes amostrais. Na observação dos resultados, as mudanças expressas em percentuais de classe de cobertura, analisados paralelamente a fatores como características morfométricas da bacia, acomodação horizontal de população, políticas públicas para o desenvolvimento produtivo e evolução nos indicadores de desenvolvimento humano, revelando diferentes modos de influencia desses fatores sobre cada uma das áreas amostrais, sendo que as mudanças ocorridas no sistema produtivo da cajucultura demonstraram causar forte impacto no modo de ocupação territorial, não houve registro de modificações quantitativas de classe de uso e de cobertura em grande escala, mas revelou um padrão de fragmentação em áreas de classe de CVN, com cerca de 80% dos fragmentos de tamanho inferior a 2,0 ha, em todas as áreas amostrais

The aim of this work was analyze the land use through changes in their coverage, in temporal variation (1991, 1995, 2000, 2005 and 2010), on the watershed of the hydrological complex Guaribas - Riachão - Marçal, in semiarid region of Piauí state, Brazil, linking areas of cashew cultivation and native vegetation areas of apiculture interest. The procedures for obtaining and organizing data were based on remote sensing techniques, image processing, and composition of a geographic information system - GIS. The drainage network was obtained from a digital elevation model (DEM) with digital processing in unsupervised classification for the images temporal series, resulting in two major classes of coverage: CVN (Native Vegetable Coverage) and ANV (Anthropic Areas or Not Vegetated) in five cuttings sample. In the results observation, the changes expressed in percentage of cover class, alongside analyzed factors such as morphometric characteristics of the basin, horizontal accommodation of population, public policies for productive development and progress in human development indicators, revealed different ways of influence of these factors on each sampling areas, the changes in the productive system of cashew cultivation causes strong impact on the way of territorial occupation process, there were no large scale quantitative changes on class use and revealed a fragmentation pattern in areas of CVN class, with about 80% of fragments measuring less than 2.0 ha all sampling areas