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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/63777| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Estimativa da umidade do solo e caducifolia em plantas da caatinga com uso de sensoriamento remoto |
| Título en inglés: | Estimation of soil moisture and deciduous leaves in caatinga plants using remote sensing |
| Autor : | Lima, José Brenno Carneiro de |
| Tutor: | Costa, Carlos Alexandre Gomes |
| Palabras clave : | Índice de vegetação;Sensoriamento remoto;Semiárido;Landsat;Vegetation index;Remote sensing;Semiarid;Landsat |
| Fecha de publicación : | 2021 |
| Citación : | LIMA, José Brenno Carneiro de. Estimativa da umidade do solo e caducifolia em plantas da caatinga com uso de sensoriamento remoto. 2021. 69 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. |
| Resumen en portugués brasileño: | A umidade do solo nas zonas das raízes é uma variável ambiental que tem influência direta sobre a vegetação. Durante a estação seca a zonadas raízes da vegetação do bioma Caatinga é submetida a um estresse hídrico. Para superar essa condição climática adversa, as plantas desenvolveram mecanismos adaptativos, dentre eles, a caducifolia, uma resposta fisiológica para reduzir a perda de água por transpiração. Mesmo sendo um processo que gera impacto tanto no ciclo hidrológico quanto no ecossistema, essa resposta da vegetação ainda é pouco estudada na escala de micro bacias hidrográficas no semiárido. Dessa forma, esse estudo tem como objetivo avaliar a umidade do solo e a caducifolia em caatinga preservada com uso de sensoriamento remoto. O estudo foi realizado na Bacia Experimental de Aiuaba (BEA; 12 km²) utilizando-se de 57 imagens sem cobertura de nuvens e aptas à análise, das 329 disponibilizadas pelo projeto Landsat5e Landsat8. Para a análise da distribuição da umidade do solo foi utilizada a metodologia na estimativa da umidade do solo por meio do Índice de Seca Temperatura-Vegetação (ISTV). Para comparação dos resultados foram utilizados a média diária da umidade do solo e a umidade média horária mais próxima da passagem do satélite, ambas medidas em campo na profundidade de 0-20 cm. Para análise da caducifolia, fez-se uso dos valores médios de NDVI da BEA ao longo do tempo com objetivo de determinar a sazonalidade do decaimento das folhas. A análise estatística dos valores medidos e estimados remotamente foi realizada a partir da aplicação de análise de correlação(R), determinação (R²), índice de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), erro médio quadrático (EMQ) e raiz do erro médio quadrático (REMQ). Os resultados mostram que, nenhuma das variações do ISTV teve êxito seja na determinação da umidade do solo ou na sua espacialização, tendo sido altamente influenciado pelas efeito das sombras do relevo, que acabam mascarando a atual situação da umidade do solo. Para o decaimento da vegetação, as imagens disponíveis foram limitadas a estação seca,não possuindo dados do início do decaimento devido à alta nebulosidade no período chuvoso. Como resultado obteve-se para a relação entre o NDVI e o diajuliano um modelo potencial com curva assintótica a partir do fim do mês de marçoaté o final de agosto,período que representa a vegetação sem folhas. Essa equação obteve umR = 0,879;R² = 0,773; NSE = 0,270; EMQ = 0,005; REMQ = 0,069.A taxa de decaimento diária do NDVI na bacia foi daordem de 0,015. Além disso, foi observado que o decaimento ocorre de forma distinta quando analisamos as associações solo-vegetação (ASVs)da bacia de forma separada, com decaimento do NDVI igual a 0,015 d-1, 0,018d-1,0,014d-1para a ASV1, ASV2e ASV3, respectivamente. Conclui-se que a aplicação do modelo ISTV utilizando imagens Landsat na BEA não obteve êxito na estimativa da umidade do solo, tendo como principal fator as baixas temperaturas das projeções das sombras que superestimamos valores de umidade e impedido a correta determinação das diferenças espacial de umidade do solo, logo, o ISTV apresenta uma limitação de aplicaçãoemáreas de relevo acidentado que possui grande projeção de sombras. A caducifolia na BEA apresentou um padrão sazonal e ocorreu de maneira não uniforme entre as ASVs, tendo um decaimento diferenciado conforme a associação de solo e vegetação. O modelo exponencial foi o que melhor representou a estimativa do decaimento do NDVI em função do tempo. |
| Abstract: | Soil moisture in the root zones is an environmental variable that has a direct influence on vegetation. During the dry season, the root zone of vegetation in the Caatinga biome is subjected to water stress. To overcome this adverse climatic condition, plants have developed adaptive mechanisms, among them, deciduous, a physiological response to reduce water loss through transpiration. Even though it is a process that impacts both the hydrological cycle and the ecosystem, this vegetation response is still poorly studied at the scale of hydrographic microbasins in the semi-arid region. Thus, this study aims to evaluate soil moisture and caducifolia in caatinga preserved with the use of remote sensing. The study was carried out in the Experimental Basin ofAiuaba (BEA; 12 km²) using 57 images without cloud cover and suitable for analysis, out of the 329 made available by the Landsat5 and Landsat8 projects. For the analysis of the distribution of soil moisture, the methodology was used to estimate soil moisture through the Dry Temperature-Vegetation Index (ISTV). To compare the results, the daily average of soil moisture and the hourly average moisture closest to the satellite pass were used, both measured in the field at a depth of 0-20 cm. For the analysis of deciduous leaves, the average values of NDVI of BEA over time were used in order to determine the seasonality of leaf decay. Statistical analysis of remotely measured and estimated values was performed by applying correlation analysis (R), determination (R²), Nash-Sutcliffe efficiency index (NSE), root mean square error (MEQ) and root mean error quadratic (REMQ). The results show that none of the ISTV variations were successful either in determining soil moisture or in its spatialization, having beenhighly influenced by the effect of relief shadows, which end up masking the current situation of soil moisture. For vegetation decay, the available images were limited to the dry season, with no data on the beginning of decay due to high cloud cover in the rainy season. As a result, a potential model with asymptotic curve was obtained for the relationship between the NDVI and the Julian day from the end of March until the end of August, a period that represents the vegetation without leaves. This equation obtained an R = 0.879; R²= 0.773; NSE = 0.270; CMS =0.005; REMQ = 0.069. The daily decay rate of NDVI in the basin was of the order of 0.015. Furthermore, it was observed that the decay occurs differently when we analyze the soil-vegetation associations (ASVs) of the basin separately, with the NDVI decay equal to 0.015 d-1, 0.018 d-1, 0.014 d-1 for the ASV1, ASV2 and ASV3, respectively. It is concluded that the application of the ISTV model using Landsat images in BEA was not successful in determining soil moisture, with the main factor being the low temperatures of shadow projections that ended up overestimating the moisture values and preventing the correct determination of spatial differences. of soil moisture, ISTV has a limitation of application in areas of uneven relief that have a large projection of shadows; Deciduous leaves in BEA showed a seasonal pattern and occurred non-uniformly among ASVs, with a different decay according to the association of soil and vegetation. The exponential model was the one that best represented the estimate of the NDVI decay as afunction of time. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/63777 |
| Aparece en las colecciones: | PPGENA - Dissertações defendidas na UFC |
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