Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-05T13:32:41Z No. of bitstreams: 2 Oliveira_LMM_2012_Tese.pdf: 7226231 bytes, checksum: 2d0e9aa85bcb012deb83914db596293c (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T13:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Oliveira_LMM_2012_Tese.pdf: 7226231 bytes, checksum: 2d0e9aa85bcb012deb83914db596293c (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-09-03 / CNPq / Informações quantitativas da evapotranspiração, que constitui importante componente do ciclo hidrológico, são utilizadas na resolução de numerosos problemas que envolvem o manejo da água. Nesta pesquisa utilizou-se o algoritmo Surface Energy Balance Algorithm for Land – SEBAL aplicado a imagens de satélite do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer – MODIS, para estimar os balanços de radiação e energia, bem como, a evapotranspiração real diária – ET em escala regional. O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do rio Tapacurá no estado de Pernambuco, com doze imagens MODIS dos satélites Terra e Aqua entre os anos de 2010 e 2011. Instalou-se na área de estudo uma estação meteorológica experimental destinada à determinação do balanço de energia pela técnica de Razão de Bowen. Foram processadas cartas temáticas georreferenciadas do albedo da superfície, saldo de radiação, fluxos de calor no solo, sensível, latente e evapotranspiração real. Os resultados evidenciaram boa correlação entre o saldo de radiação medido e o estimado por sensoriamento remoto (R2 = 0,9355). A ET pela Razão de Bowen variou de 3,6 a 4,9 mm dia-1 e pelo algoritmo SEBAL utilizando produtos MODIS foi de 0,0 a 6,0 mm dia-1, sendo seus menores valores registrados em áreas urbanas e os maiores no reservatório do Tapacurá. A validação da ET pelo SEBAL com o Balanço de Energia pela razão de Bowen apresentou Erro Absoluto Médio de 0,38 W m-2, Erro Relativo Médio de 9,15% e Raiz do Erro Quadrático Médio de 0,49 W m-2. Esta pesquisa demonstrou a eficiência da aplicabilidade desta metodologia para estudos da distribuição espacial da ET. O modelo SEBAL pode ser aplicado de forma prática, econômica e eficiente na geração de subsídios à adequada gestão dos recursos hídricos da região.

The objective of this study was to evaluate the sensitivity of instantaneous latent heat flux (LE) estimation from Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) by changing hot/cold pixel selections. The SEBAL model was programed in a Matlab environment and applied to Lower Fox Watershed in northeast Illinois using two Landsat 5 Thematic Mapper images acquired in summer 2006. Unlike most previous studies where hot/cold pixel were manually selected by image analysts, we emphasized an automated hot/cold pixel selection based on land cover map, normalized difference vegetation index (NDVI) map, and land surface temperature (LST) map. Various combinations of hot/cold pixels were automatically selected along the LST gradient. The LE estimations were then validated against ground-based eddy covariance observation. Results show that the LE estimations from SEBAL were sensitive to both hot and cold pixel selections and tend to be more sensitive to cold pixel selection. The absolute percentage difference (APD) of LE estimation compared with field observation data can range from 0.67% to 67.2% by varying hot and cold pixel combinations. The location of hot/cold pixels appears to have minor impact on SEBAL LE estimation. The LE estimation become acceptable (APD < 10%) when using the hot/cold pixels with a slightly higher/lower LST than LST extremes from the study area. This study provides insights into hot/cold pixel selection and the sensitivity of SEBAL-based LE estimation. Future research on SEBAL ET estimation should focus on enhancing automated hot/cold pixel selection algorithm to improve the model's operational use. / Master of Science

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Tomando-se por base o emprego crescente do sensoriamento remoto na elaboraÃÃo de mapas mais precisos e de menor custo dos recursos naturais, desenvolveu-se este estudo com o objetivo de se elaborar imagens que venham a identificar o balanÃo de energia na superfÃcie, bem como estimar as taxas evaporimÃtricas horÃria e diÃria da regiÃo que abrange o PerÃmetro de IrrigaÃÃo Araras Norte e os quatro principais reservatÃrios (Jaibaras, Paulo Sarasate, Edson Queiroz e Forquilha) da bacia do AcaraÃ. Para tanto, imagem do satÃlite Landsat 5, datada de 01 de setembro de 2004, foi obtida junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Esta imagem foi submetida, processada e empilhada pelo software Erdas IMAGINE 8.5 Demo. Em seguida aplicou-se o algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land), o qual se fundamenta no fluxo de calor entre a superfÃcie do solo e a atmosfera, para se estimar a evapotranspiraÃÃo horÃria e diÃria da Ãrea em estudo. Pelo emprego do referido algoritmo foram geradas cartas, dentre outras, da temperatura (ÂC), albedo (a), Ãndice de VegetaÃÃo por DiferenÃa Normalizada (NDVI), saldo de radiaÃÃo (Rn), calor sensÃvel (H), calor latente (lET) e evapotranspiraÃÃo horÃria (EThorÃria). De posse da carta da EThorÃria, estimou-se a fraÃÃo de evapotranspiraÃÃo de referÃncia horÃria (FET0_H), pela relaÃÃo dos valores da evapotranspiraÃÃo de cada pixel da imagem estimada pelo SEBAL e a evapotranspiraÃÃo de referÃncia horÃria (ET0_H), estimada pelo mÃtodo de Penman-Montheith. Pelos resultados alcanÃados observou-se que os menores percentuais de energia refletida (albedo) e as maiores taxas de evaporaÃÃo foram registrados nas superfÃcies liquidas dos aÃudes (7,5 mm.dia-1); que a distribuiÃÃo espacial do fluxo de calor no solo apresentou uma repartiÃÃo semelhante Ãs manchas dos dois tipos de solo predominantes da Ãrea em estudo, Luvissolo e Neossolo LitÃlico. Pode-se, tambÃm, perceber a influÃncia da perenizaÃÃo dos cursos dâÃgua na umidade do solo das margens, encontrando-se para alguns trechos da mata ciliar valores de NDVI e de evapotranspiraÃÃo diÃria bem prÃximos dos observados nas Ãreas irrigadas. As Ãreas do Distrito de IrrigaÃÃo Araras Norte apresentaram ETdiÃria da ordem de 6,5mm.dia-1. Ficou evidenciado a alta potencialidade do emprego do SEBAL em estudos de desertificaÃÃo, alteraÃÃes na vegetaÃÃo e uso da terra em escala de bacias hidrogrÃficas, uma vez que a identificaÃÃo em mudanÃas das espÃcies pode ocorrer pelo estudo das cartas de calor latente ou evapotranspiraÃÃo. / Elaboration of natural resources mapping is difficult due to large spatial and temporal variability of them. In the least decay, remote sensing is widely used do make this because the lower survey costs. The main goal of this work is to estimate daily evapotranspiration of the Araras Norte Irrigated Perimeters and evaporation of four reservoirs (Jaibaras, Paulo Sarasate, Edson Queiroz and Forquilha) located in the middle part of the Acaraà basin. The actual evapotranspiration was quantified from spectral satellite data on the basis of the energy balance approach. The LANDSAT 5 Thematic Mapper 30 m, resolution satellite image taken on 01 september 2004, was obtained from Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Satellite image was processed and piled up using Erdas Imagine 8.5 Demo. Hour and daily evapotranspiration was estimated using SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) algorithm, which is based on energy balance between incoming and outgoing solar radiation. Among generated remote sensing maps are: temperature (ÂC), Albedo (a), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), net radiation (Rn), sensible heat flux (H), latent heat flux (lET) and hour evapotranspiration (ETH). Based on ETH the evaporative fraction was estimated throughout the relationship of ET for pixel at the satellite image time (mm.h-1) and reference crop ET by Penman-Montheith method. Results showed that the lowest albedo and the highest evapotranspiration rates were registered in the reservoir (7.5 mm.dia-1); the spatial distribution of soil heat flux presented a similar distribution of soil predominant types in the studied region. Also, It was observed the influence of water flow in the repair zone soil humidity, once it was registered, in these areas, values of NDVI and daily evapotranspiration similar to those observed in irrigated areas. Irrigated District of Araras Norte showed an ETdiÃria around 6.5 mm.dia-1. It was clear that SEBAL approach has a high potential in study of desertification, changes in cover vegetation and land use at basin scales; since latent heat and evapotranspiration can be a good indication of changed cover vegetation change.

O estado de Rondônia tem passado por significativa mudança no uso e cobertura do solo nos últimos 30 anos em decorrência da ocupação e exploração dos recursos naturais. As transformações ocorridas na paisagem nos últimos anos, principalmente em decorrência da substituição das áreas de floresta por pastagem, tem grande influência no ciclo hidrológico e no clima local. Muitos são os estudos que buscam entender a dinâmica do clima e a biosfera na região Amazônica, porém, há muitas dificuldades de execução de medidas de superfície, que muitas vezes são pontuais e não representam a diversidade da região. Assim, uma alternativa para esses estudos é o uso de dados orbitais, que possibilitam a obtenção de informações da superfície com ampla cobertura espaço-temporal. Devido a complexidade da região Amazônica onde a área de estudos está inserida, a utilização, não só de dados provenientes de sensores orbitais como também de ferramentas de sensoriamento remoto é uma possibilidade para a estimativa e representação espacial dos fluxos de energia e de água. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo estimar os componentes do balanço de energia e a evapotranspiração real diária por meio do algoritmo Surface Energy Balance Algorithm for Land - SEBAL e avaliar o quanto a substituição de áreas de floresta por outros tipos de uso do solo tem influenciado no balanço hidro-energético da região central do estado de Rondônia nos últimos 25 anos de uso e ocupação do solo. O estudo foi realizado com imagens multiespectrais de alta resolução (Landsat 5 e Lansat 7) da parte central de Rondônia (Cena 231/68), onde está localizada a bacia do rio Urupá e uma parte da bacia do rio Ji- Paraná, com abrangência temporal de 1987 a 2011. Dessa forma foi possível analisar o padrão espacial e temporal dos fluxos de energia e da evapotranspiração real diária e avaliar as estimativas realizadas por meio do algoritmo SEBAL para as diferentes classes de uso do solo. Os resultados mostraram que a área de estudo tem passado por significativa mudança na cobertura vegetal, tendo em vista que em um período de 25 anos a área de floresta foi reduzida em 69,1 % da sua área inicial. As análises realizadas com as variáveis estimadas pelo SEBAL no contexto de mudança do uso do solo, mostram que o modelo é sensível o suficiente para representar o quanto diferentes alterações no uso e cobertura do solo modificam os fluxos de energia na superfície. De maneira geral, a substituição de áreas de floresta por agropastoril causou um aumento no albedo da superfície, diminuição do saldo de radiação, aumento de temperatura da superfície, aumento do fluxo de calor no solo, aumento do fluxo de calor sensível, diminuição do fluxo de calor latente e, consequentemente, diminuição na evapotranspiração diária. Isso mostra que o impacto no clima local com a substituição da floresta por outros usos do solo está alterando o regime hidrológico e o clima local, tendo em vista que a evapotranspiração diminuiu em 33 % quando comparada com áreas de floresta. Considerando a extensão da área de floresta que foi perdida durante os últimos anos, o impacto pode ser ainda maior. / The state of Rondônia has undergone significant land use change in the last 30 years due to the occupation and exploitation of natural resources. The changes occurring in the landscape in recent years, mainly due to the replacement of forest areas for grazing, has strong influence on the hydrological cycle and climate. There are many studies that seek to understand the dynamics of climate and biosphere in the Amazon region, however, there are many difficulties for implementing surface measurements and often they are for specific sites and do not represent the whole ecosystem. Thus, an alternative for these studies is the use of satellite data, which allow to obtain information from the surface with reasonable spatialtemporal coverage. Due to the complexity of the Amazon region, the study area, the use satellite images is a possibility for the estimation of the energy fluxes on large scales current research. In this context, the aimed to estimate the energy balance components including daily evapotranspiration through the Surface Energy Balance Algorithm for Land - SEBAL and evaluate how the replacement of forest areas other land use types has influenced the balance water and energy in the central region of the by Rondônia state in the last 25 years of use and occupation of land. The study was carried out with multispectral images (Landsat 5 and 7 Lansat) of the central part of Rondônia (scene 231/68), which is located Urupá River basin including part of the river basin Ji-Paraná, with temporal serie 1987-2011. Thus it was possible to analyze the spatial and temporal patterns of the energy floxes including actual daily evapotranspiration evaluating the SEBAL algorithm accuracy for different classes land use. The results showed that the study area has undergone significant change in vegetation cover, considering that in a period of 25 years the forest area was reduced by 69.1 % of its initial area. The analyzes carried out with the variables estimated by SEBAL in the context of land use change, show that the model is sensitive enough to detect these changes in terms of energy fluxes on the surface. In general, the replacement of forest areas by agriculture and pasture caused an increase in the surface albedo, net radiation reductions, increased surface temperature, increasing heat flux in the soil, increasing the of sensible heat flux, decline of latent heat flux and consequently, reduction in evapotranspiration rate. This shows that the impact on the local climate with the replacement of the forest by other land uses are changing the hydrological regime and the local climate, as the evapotranspiration decreased by 33 % when compared with areas of forest. Considering the extent of the forest area that was reduced during the last years, the impact may be even higher.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Bonemberger_ da Silva.pdf: 2742297 bytes, checksum: caffe80e4c328becd1f17a199c916184 (MD5) Previous issue date: 2014-12-10 / The estimate evapotranspiration is a key factor in sustainable water management in irrigated agriculture, the actual crop water requirement established objectively, without generating waste of energy and water by excessive irrigation, and, on the other side, without compromising the agricultural production by its deficit. In this sense, the study aimed to estimate the daily actual evapotranspiration (-Etr) to local and regional scale, using Landsat 8 images (- OLI / TIRS), and additional data collected from a weather station, applying the Surface Energy Balance Algorithm for Land algorithm (- SEBAL). The study area is located in the west of Paraná, in Salto do Lontra County, consisting of irrigated agricultural area, native vegetation and urban area. It was used orbit image / site 223/78 in Julian days 336 2013 and 19, 35, 131 and 195 in 2014. The daily ETr was estimated from the latent heat flux density (LE), obtained from the equation residue of the energy balance. The algorithm consists of several steps which include radiometric calibration, the reflectance calculation, the surface albedo, vegetation index (NDVI, SAVI, and leaf area index - LAI), and emissivity, which are obtained from data from the sensor reflective bands orbital, with the surface temperature estimated from the thermal band. The results showed that the algorithm estimated the components of the energy balance, with higher values than the results generally obtained from previous studies. Concerning to the estimated Etr, there was good agreement between estimates obtained by SEBAL and by the Penman Monteith FAO 56 model, validating the algorithm. The errors between the models were less than or equal to 1.00 mm day-1, results similar to those found in the literature. / A estimativa da evapotranspiração é fator chave no manejo hídrico sustentável em agricultura irrigada, a real necessidade hídrica da cultura de forma objetiva, sem gerar desperdício de energia e água pelo excesso de irrigação e sem comprometer a produção pelo déficit da mesma. Neste sentido, o estudo teve por objetivo estimar a evapotranspiração real diária-ETr, para escala local e regional, utilizando imagens Landsat 8 - OLI/TIRS e dados complementares coletados de uma estação meteorológica, aplicando-se o algoritmo Surface Energy Balance Algorithm for Land - SEBAL . A área do estudo fica localizada no oeste paranaense no município de Salto do Lontra, composta por áreas agrícolas irrigadas e de sequeiro, vegetação nativa e parte urbana. Foi utilizada imagem da órbita/ponto 223/78, nos dias juliano 336 de 2013 e 19, 35, 131 e 195 de 2014. A ETr diária foi estimada a partir da densidade de fluxo de calor latente (LE), obtida do resíduo da equação do balanço de energia. O algoritmo é constituído de várias etapas que incluem calibração radiométrica, cálculo da reflectância, albedo da superfície, índices de vegetação (NDVI, SAVI e índice de área foliar - IAF) e emissividade, sendo estes obtidos a partir de dados das bandas reflectivas do sensor orbital, com a temperatura da superfície estimada a partir da banda termal. Os resultados mostraram que o algoritmo estimou os componentes do balanço de energia, com valores geralmente superiores aos resultados de outros estudos. Quanto à Etr estimada, houve boa concordância entre estimativas obtidas pelo SEBAL e o modelo Penman Monteith FAO 56, validando o algoritmo. Os erros entre os modelos foram iguais ou menores a 1,00 mm dia-1, resultados semelhantes ao encontrado em literatura.

As preocupações com o uso da terra têm permeado inúmeros estudos científicos, no âmbito nacional e internacional, voltados para a avaliação dos impactos ambientais causados pelas atividades agropecuárias. Alguns processos do ciclo hidrológico, a exemplo da evapotranspiração apresentam modificações consideráveis, devido às constantes mudanças nos usos dos solos. Desta forma, o presente trabalho busca destacar o problema das rápidas e intensas mudanças no uso do solo oriundas da expansão da atividade agropecuária e seus impactos ao meio ambiente, especialmente sobre o processo da evapotranspiração regional, na mesorregião do Sul Goiano, região típica de cerrado, localizada no centro-oeste brasileiro. A aplicação do algoritmo Surface Energy Balance Algorithm for Land - SEBAL consistiu o cerne da metodologia utilizada, com vista à estimativa dos fluxos de energia e da evapotranspiração em escala regional, obtidos com base no equacionamento do balanço de energia à superfície, complementado por dados de temperatura do ar e velocidade do vento adquiridos em estações meteorológicas (PCDs) instaladas na área de estudo. Foram utilizados dados do sensor MODIS/TERRA dos anos 2006, 2007, 2008, 2009 e 2010. O algoritmo foi testado em sua forma clássica e modificado por alterações nos critérios de seleção dos pixels âncoras, utilizados no procedimento da estimativa do fluxo de calor sensível. Pode-se concluir que a alteração dos critérios influenciou positivamente os resultados obtidos e que os valores da evapotranspiração, na região estudada, indicaram a potencialidade da metodologia empregada para o monitoramento sistemático dos componentes do balanço de energia em escala regional. / Concerns over land use have permeated many scientific studies at the national and international, aimed at assessing the environmental impacts caused by agricultural activities. Some processes of the hydrological cycle, such as the present evapotranspiration significant changes, due to constant changes in land uses. Thus, this paper seeks to highlight the problem of rapid and intense changes in land use arising from the expansion of agricultural activities and their impacts on the environment, especially on the process of regional evapotranspiration in southern Goiás Greater Region, a region typical of cerrado located in central Brazil. The application of the algorithm "Surface Energy Balance Algorithm for Land - SEBAL" was the core of the methodology used for the estimation of energy fluxes and evapotranspiration on a regional scale, based on the obtained solution of the surface energy balance, supplemented by data of air temperature and wind speed acquired in weather stations (PCDs) installed in the study area. We used data from MODIS / TERRA the years 2006, 2007, 2008, 2009 and 2010. The algorithm was tested in its classic form and modified by changes in the criteria for selecting pixels anchors used in the procedure of estimating the sensible heat flux. It can be concluded that the change in criteria positively influenced the results obtained and the values of evapotranspiration in the study area, indicated the potential of the methodology used for the systematic monitoring of the components of energy balance on a regional scale.

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-05-04T15:21:36Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Heloisa Oliveira Marques.pdf: 2431288 bytes, checksum: c4ba706130378caa4ae9d3e7171b7849 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-05-04T15:44:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Heloisa Oliveira Marques.pdf: 2431288 bytes, checksum: c4ba706130378caa4ae9d3e7171b7849 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T15:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Heloisa Oliveira Marques.pdf: 2431288 bytes, checksum: c4ba706130378caa4ae9d3e7171b7849 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / CNPq / A Amazônia tem importante papel na biodiversidade,possui a maior extensão de floresta tropical úmida do planeta. Recentemente, o uso das geotecnologias possibilitaa identificação em tempo real as alterações que ocorrem na superfície terrestre, resultantes dos fenômenos naturais e vários processos antrópicos. Muitas alterações deste nível podem ser detectadas a partir do monitoramento e determinação das trocas radiativas que se processam à superfície. Neste sentido, o presente estudo objetivou-se a determinar a dinâmica do saldo da radiação à superfície por meio de imagens geradas pelo sensor TM do satélite Landsat 5, em uma Floresta de Transição entre Amazônia e Cerrado, na Fazenda Maracaí, localizada próximo a Sinop – MT; com órbita 226 e 227, ponto 68 para os anos de 2005 a 2008. Foram geradas as cartas para os índices de vegetação, albedo e temperatura da superfície, saldo de radiação instantâneo e médio diário em 24 horas, utilizando o algoritmo SEBAL. Os dados obtidos foram validados com medições realizadas na torre micrometeorológica que estava instalada na área de estudo. Foram selecionadas as imagens para cada ano analisado, para melhor avaliar os fluxos radiativos e as estimativas daquele ambiente. Identificou-se menor valor para o saldo de radiação instantâneo durante o período seco, devido as névoa seca decorrente de queimadas no local. Para o Rninst e Rn24h à superfície, com relação aos dados medidos, foram obtidos os seguintes erros médios relativos e absolutos com valores de 2,4% e 2,0 %; 18,2 Wm-2 e 14,3 Wm-2; com “r” de 0,938 e 0,604 e “d” de 0,966 e 0,703 respectivamente. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho pode-se afirmar que a metodologia para estimativa do Rn foi eficaz. / The Amazon has an important role in biodiversity, has the largest expanse of tropical rainforest in the world. Recently, the use of geotechnologies possible to identify in real time the changes that occur in the Earth's surface, resulting from natural and anthropogenic processes several phenomena. Many changes of this level can be detected by monitoring and determination of radiative exchanges that take place on the surface. In this sense, the present study aimed to determine the dynamics of the balance of radiation to the surface by means of images generated by the satellite Landsat 5 TM sensor in a Transition Forest between Amazon and Cerrado, in Maracaí Farm, located near Sinop - MT; orbit with 226 and 227, paragraph 68 for the years 2005 to 2008 were generated letters to vegetation indices, albedo and surface temperature, instantaneous radiation balance and average daily in 24 hours using the SEBAL algorithm. The data were validated with measurements carried out in micrometeorological tower that was installed in the study area. Images for each year analyzed, to better evaluate the radiative fluxes and estimates that environment selected. One can see smaller value for the balance of instantaneous radiation during the dry season, due to haze resulting from burned on site. For Rninst and Rn24h the surface with respect to the measured data were obtained the following relative and absolute mean errors with values of 2,4% and 2,0%; 18,2 Wm-2 and 14,3 Wm-2; "r", and 0,604 to 0,938 and "d" of 0.966 and 0.703 respectively. According to the results obtained in this work can be said that the methodology for estimation of Rn was effective.

Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-04-13T20:19:58Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Marcos Alves Fausto.pdf: 2578032 bytes, checksum: 315af1a1ccf2bbcc0f105ac427c5d3f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-04-27T14:52:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Marcos Alves Fausto.pdf: 2578032 bytes, checksum: 315af1a1ccf2bbcc0f105ac427c5d3f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T14:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Marcos Alves Fausto.pdf: 2578032 bytes, checksum: 315af1a1ccf2bbcc0f105ac427c5d3f2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / CAPES / A Paisagem do bioma Cerrado é diversificada. A coexistência de campos, florestas e savana chama a atenção para investigação desse bioma quanto ao uso e as modificações da cobertura do solo, pois essas transformações muda a dinâmica do saldo de radiação (Rn) à superfície. Nesse sentido, a pesquisa analisou os parâmetros biofísicos estimados pelo algoritmo SEBAL em áreas de Cerrado na bacia do alto Rio Paraguai. A primeira etapa do estudo foi comparar o Rn estimado pelo SEBAL com os dados medidos nas torres micrometeorológicas da Fazenda Miranda (FMI) e Experimental (FEX), e em seguida analisar os parâmetros biofísicos relacionados à cobertura do solo. Foram usadas 10 imagens do sensor TM Landsat 5 da órbita 226 e ponto 71 no ano de 2009. Os parâmetros estatísticos adotados na pesquisa apresentaram resultados ótimos. Foram encontrados coeficiente de correlação linear de Person na ordem de 0,997 de Rninst e 0,979 de Rn24h na FEX, e de 0,993 de Rninst e 0,967 de Rn24h na FMI e coeficiente de Willmontt maior que 0,9 entre os valores medidos e estimados pelo modelo. O Rn teve um comportamento sazonal e foi maior em áreas de Mata Ciliar e Cerrado, e na Pastagem houve aumento na estação chuvosa, e menor em comparação as áreas com vegetação permanente. Os índices de vegetação (NDVI, SAVI e IAF) foram sensíveis às mudanças na cobertura do solo entre a estação seca e chuvosa, e nas áreas de Cerrado e Mata Ciliar, o albedo e a temperatura da superfície foram menores, e na pastagem maiores. O estudo revelou a aplicabilidade do Algoritmo SEBAL na área de estudo. / The savannah is diverse biome. The coexistence of fields, forests and savanna draws attention to this biome research on the use and changes in land cover, since these transformations changes the dynamics of net radiation (Rn) to the surface. In this sense, the research examined the biophysical parameters estimated by SEBAL algorithm in savannah areas in the upper Paraguay River Basin. The first stage of the study was to compare the Rn estimated by SEBAL with data measured in micrometeorological towers Farm Miranda (FMI) and Experimental (FEX), and then analyzes the biophysical parameters related to soil cover. 10 Landsat TM sensor images from orbit 226 5 point and 71 were used in 2009. The statistical parameters adopted in the research presented excellent results. Linear correlation coefficient of Person were found in the order of 0.997 of Rninst and 0.979 of Rn24h in the FEX and 0.993 of Rninst and 0.967 of Rn24h in the FMI, and Willmontt coefficient greater than 0.9 between the measured and predicted values by the model. Rn had a seasonal pattern and was higher in areas of Riparian Forest and savannah Grassland and there was an increase in the rainy season and lower in comparison areas with permanent vegetation. Vegetation indices (NDVI, SAVI and LAI) were sensitive to changes in land cover between the dry and rainy seasons, and the Cerrado areas and riparian forest, the albedo and the surface temperature were smaller and larger pastures. The study proved the applicability of the algorithm SEBAL in the study area.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:17:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4972828 bytes, checksum: 1758b9606c67b4f83a52eb8fe810c829 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The degradation of the semiarid lands in Northeast region of Brazil is increasing, thus favoring the lost of its typical vegetation called Caatinga it is provoking the exhaustion of the soils, water resources and also spreading the process of soil desertification. The semiarid lands in Paraiba state are very heterogeneous in the socio-environmental point of view. Than it is necessary an urgent planning to solve those problems. The understanding of the different landscapes in this region and the obtaining of data from the bio-climate aspects, in fact, is an alternative to understand the dynamics of degradation of the lands and its consequent desertification. In this context the use of remote sensing data has giving information to the biophysical variables involved in the environmental equilibrium by the balance of radiation. In this way, this research has as a goal to demonstrate the biophysical indicators potentials to evaluate the process of desertification and its consequent alterations in the landscape of the experimental basin in São João do Cariri, located in the microregion of Cariri in Paraiba state. With the use of the techniques of remote sensing, field research and the use of the SEBAL algorithm it was possible to analyze many biophysical indicators, such as albedo, vegetation indices (IAF, NDVI and SAVI), the land surface temperature, net radiation and the soil heat flux. The results obtained show that the area studied has already presented higher levels of degradation, what makes almost impossible the development of the vegetation. The natural potential of erosion (NPE) displayed that the area presents high loses of soil. Its erosion is getting 135 ton a year. With the spatial distribution of the variables, we concluded that the values founded were consistent in relation to the consulted literature to the area of Caatinga. The albedo of the surface presented high values in the area of exposed soil and its special variation was consistent with its location. The SAVI presented values more consistent with the vegetal diversity founded in the area, when compared with NDVI. The IAF presented higher values for the Caatinga area, between (0 6), which could display a major density of vegetal bio-mass in the area of study. However, the low diversity founded in these areas shows that the higher values were obtained for the exotic vegetation. The spatial distribution of the land surface temperature ranged according to the presence of vegetation that even thin and spaced decreased the soil temperature and protected it from the erosive action provoked by the impact of the intense and irregular rains. It was checked that the low values of net radiation (Rn) were presented in the most degraded areas of the basin (west portion). These were also the areas with higher values of the soil heat. The estimated values were mainly by the land covers and reflected the level of degradation of the basin. / A degradação das terras no semiárido brasileiro tem intensificado a perda da vegetação do tipo caatinga, provocando a exaustão dos solos, dos recursos hídricos e proporcionando a expansão do processo de desertificação dos solos. Em uma região com grande heterogeneidade do ponto de vista socioambiental, como é o caso do semiárido paraibano, a urgência por metodologias que proporcionem uma melhor compreensão sobre o fenômeno é indiscutível. Diante do exposto, o entendimento das diferentes paisagens na região semiárida e a obtenção de dados dos aspectos bioclimáticos é uma alternativa para compreensão da dinâmica da degradação das terras e consequente desertificação. Nesse contexto, a utilização de fontes de dados, como o sensoriamento remoto, tem proporcionado a aquisição de informações referentes às variáveis biofísicas envolvidas no equilíbrio ambiental por meio do balanço de radiação. Dessa forma, essa pesquisa tem como objetivo demonstrar o potencial de indicadores biofísicos para avaliação do processo de desertificação e consequentes alterações na paisagem na Bacia Experimental de São João do Cariri, localizada na microrregião do Cariri paraibano. Com a utilização de técnicas de sensoriamento remoto, pesquisas de campo e o emprego do algoritmo SEBAL, foi possível analisar diversos indicadores biofísicos, como: albedo, índices de vegetação (IAF, NDVI e SAVI), temperatura da superfície, saldo de radiação e fluxo de calor no solo. Os resultados obtidos constatam que a área de estudo apresenta áreas de solo exposto com alto nível de degradação que impossibilita o desenvolvimento de uma vegetação mais expressiva. O potencial natural de erosão (PNE) demonstrou que a área apresenta altas perdas de solo por erosão chegando a 135 t/ano. Com a distribuição espacial das variáveis constatouse que os valores encontrados foram condizentes com a literatura consultada para áreas de caatinga. O albedo da superfície apresentou valores elevados nas áreas de solo exposto e a sua variação espacial foi condizente com a localização das mesmas. O SAVI apresentou valores mais coerentes com a densidade vegetal encontrada na área, quando comparado com o NDVI. Já, o IAF apresentou valores considerados altos para área de caatinga entre (0&#61485;6), o que poderia evidenciar maior densidade de biomassa vegetal na área de estudo, porém, a baixa diversidade encontrada nessas áreas mostrou que os altos valores foram obtidos para vegetação exótica. A distribuição espacial da temperatura da superfície variou conforme a presença da vegetação que, mesmo rala e espaçada, diminui a temperatura do solo, proporcionando uma menor ação erosiva pelo impacto das chuvas intensas e irregulares. Foi verificado que os menores valores de saldo de radiação (Rn) estiveram presentes nas áreas mais degradadas da bacia (porção oeste). O fluxo de calor no solo nessas áreas, também, apresentou-se elevado, sendo influenciado pelas características e tipo de cobertura do solo. Os resultados obtidos na pesquisa possibilitaram a aquisição de dados para monitoramento das variáveis envolvidas no balanço de energia fornecendo subsídios para deter a degradação ambiental na bacia e o consequente avanço do processo de desertificação.

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-05-09T13:35:12Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 4033845 bytes, checksum: 6727be1d9c4ac04eb38005b4cdbfe610 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T13:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 4033845 bytes, checksum: 6727be1d9c4ac04eb38005b4cdbfe610 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Environmental degradation is one of the results of the excessive pressure of anthropic actions through different forms of land use, as well as the influence of climatic factors, which is even more active in the Caatinga. The Caatinga is a Brazilian biome very susceptible to modifications of the climate and land uses. Then, to study the changes in the landscape occurred in this biome, it becomes necessary to understand the impacts of these modifications on the behavior of evapotranspiration in the different land uses. Thus, this work, using remote sensing, intends to analyze the influence of different types of land use on evapotranspiration estimates using the automated SEBAL algorithm for a portion of the Caatinga biome, the Ipanema River basin (BHRI), which is located between the states of Pernambuco and Alagoas. In order to analyze the changes in land cover, four Landsat images were used. In the mapping of land use four classes were identified, i.e. dense canopy, grassland, agriculture/pasture, and bare land. As result of the land use and land cover mapping, it was verified that for the analyzed period, areas of bare land were those that presented a greater variation, with 115% between 2005 and 2015. For the estimates of evapotranspiration, 282 images of the MODIS sensor were used between 2005 and 2015. Since the application of SEBAL requires a long process, automating the application of this algorithm may be an alternative to optimize the estimation of evapotranspiration for a long series of images. In this sense, the application of the SEBAL algorithm for the present work was totally automated, using a computational routine developed in MATLAB® software. Besides the estimates of evapotranspiration, the NDVI, surface temperature and net radiation were analyzed for the same period. For the NDVI, it was observed that from June to August the highest values were estimated, which average is around 0.6 for the whole BHRI. For the surface temperature, the values were estimated between 21 and 50°C, the month that presented the highest temperatures was November, when much of the basin had temperatures above 40°C. Estimates of the average daily net radiation showed values between 85 and 203 W/m². The highest averages of the net radiation were identified from November to December. For the monthly evapotranspiration, it was observed that from March, when the rainfall volume over the BHRI starts to rise, the average values of monthly ET begin to decrease in a relatively similar proportion among the different types of soil use. However, increase of the monthly ET values in the areas of dense canopy and grassland happens faster, whereas in the areas of agriculture/pasture and bare land this increase occurs more gradually. The results showed a 31% decrease in the mean annual evapotranspiration for the BHRI between 2005 (1211.42 mm/year) and 2015 (831.22 mm/year). According to the obtained results, the estimates obtained from the algorithm of SEBAL automation were very close when compared to those obtained by a specialist. Finally, the results obtained in the present work were satisfactory and provide important information about the biophysical characteristics of BHRI, which were until now very scarce. / A degradação ambiental é um dos resultados da pressão excessiva das ações antrópicas através de diferentes formas de uso da terra, bem como, da influência dos fatores climáticos, que é ainda mais atuante na Caatinga. A Caatinga é um bioma muito susceptível a modificações do clima e do uso e ocupação do solo. Com isso, estudar as alterações na paisagem ocorridas nesse bioma torna-se necessário para compreender os impactos dessas modificações no comportamento da evapotranspiração nos diferentes usos do solo. Desta forma, este trabalho, fazendo uso do sensoriamento remoto, pretende analisar a influência dos diferentes tipos de uso e ocupação do solo nas estimativas da evapotranspiração utilizando o algoritmo SEBAL automatizado, para uma porção do bioma Caatinga, a bacia hidrográfica do rio Ipanema (BHRI), localizada entre os estados de Pernambuco e Alagoas. Para analisar as modificações no uso e cobertura do solo foram utilizadas quatro imagens Landsat. No mapeamento foram identificadas quatro classes de uso do solo, a saber: vegetação arbórea/arbustiva; vegetação herbácea; agricultura/pecuária; solo exposto. Como resultado do mapeamento dos usos e cobertura do solo, verificou-se que para o período analisado, áreas de solo exposto foram as que apresentaram uma maior variação, com 115% entre 2005 e 2015. Para as estimativas da evapotranspiração foram utilizadas 282 imagens do sensor MODIS, entre os anos de 2005 e 2015. Devido a aplicação do SEBAL necessitar de um longo processamento, automatizar a aplicação desse algoritmo pode ser uma alternativa para otimizar a estimativa da evapotranspiração para uma grande série de imagens. Nesse sentido, a aplicação do algoritmo SEBAL para o presente trabalho foi totalmente automatizada, utilizando-se uma rotina computacional desenvolvida no software MATLAB®. Além das estimativas da evapotranspiração, foram analisados o NDVI, a temperatura de superfície e o saldo de radiação, para o mesmo período. Para o NDVI, observou-se que nos meses de junho a agosto foram estimados os maiores valores, com média de aproximadamente 0,6 para toda a BHRI. Para a temperatura de superfície, foram estimados valores entre 21 e 50°C. O mês que apresentou as maiores temperaturas foi o mês de novembro, onde grande parte da bacia apresentou temperaturas superiores a 40°C. As estimativas do saldo de radiação diário médio mostraram valores entre 85 e 203 W/m². As maiores médias do saldo de radiação foram identificadas nos meses de novembro a dezembro. Para a evapotranspiração mensal, observou-se que a partir do mês de março, quando o volume pluviométrico na BHRI começa a aumentar, os valores médios de ET mensal começam a diminuir em uma proporção relativamente similar entre os diferentes tipos de uso do solo. Entretanto, o aumento dos valores de ET mensal nas áreas de vegetação arbórea/arbustiva e vegetação herbácea acontecem de forma mais rápida, ao passo que nas áreas de agricultura/pastagem e solo exposto esse aumento ocorre de forma mais gradual. Os resultados mostraram uma diminuição de 31% da evapotranspiração anual média para a BHRI, entre os anos 2005 (1211,42 mm/ano) e 2015 (831,22 mm/ano). De acordo com os resultados obtidos, as estimativas obtidas a partir do algoritmo de automatização do SEBAL foram bem próximas quando comparadas com as obtidas por um especialista. Por fim, os resultados obtidos no presente trabalho foram satisfatórios e passam a fornecer importantes informações sobre as características biofísicas da BHRI, que até então eram escassas.