o monitoramento da expansão das áreas urbanas e a análise da sua interação com o meio físico têm sido um grande desafio para os técnicos de planejamento urbano. No Brasil, em especial, dada a velocidade com que o fenômeno se processa e graças a um crescimento desordenado das cidades nas últimas décadas, esses estudos, que envolvem um elevado número de informações, tem exigido decisões e diagnósticos urbanos cada vez mais rápidos. Esta dissertação propõe uma metodologia para o planejamento racional do uso do solo urbano através do emprego integrado de tecnologias recentes como Sistema de Informações Geográficas (SIG), Modelagem Numérica do Terreno (MNT) e Sensoriamento Remoto através de imagens orbitais. Para isso, são implementados no SIG desenvolvido pelo INPE dados provenientes de cartas topográficas, de mapas temáticos do meio físico e de imagens orbitais LANSAT/TM da região estudada. A partir desses dados iniciais são geradas, também num SIG, outras informações com objetivo de estudar a evolução da área urbana, identificar áreas com suscetibilidade preliminar à erosão laminar, áreas com restrição ao uso urbano e áreas de eventos perigosos e riscos. o trabalho apresenta inicialmente uma revisão bibliográfica sobre a aplicação de Sensoriamento Remoto, Modelagem Numérica do Terreno (MNT) e Sistema de Informações Geográficas (SIG) em estudos urbanos. Segue-se a conceituação e aspectos teóricos dessas três ferramentas básicas utilizadas. A metodologia propriamente dita traz os planos de informações originais e as suas respectivas fontes de informações, os processos de classificação de imagens digitais empregados e os modelos de cruzamentos desenvolvidos para um SIG. A área teste escolhida é a sub-bacia do Arroio Feijó, localizada na região metropolitana de Porto Alegre, na porção centro-leste do Estado do Rio Grande do Sul. A região é caracterizada por uma elevada densidade populacional, pela presença de áreas inundáveis e pela ocorrência de processos eroslVOS. Os resultados mostram que a metodologia proposta é adequada e eficiente para agilizar as atividades de planejamento urbano, subsidiando a elaboração de Planos Diretores de Desenvolvimento Integrado e orientando o crescimento das cidades para regiões mais favoráveis. Além disso, contribui para a prevenção de parcela dos riscos e problemas geotécnicos relacionados ao meio físico nas áreas urbanas.

Foi realizado um estudo sobre a situação ambiental numa micro bacia hidrográfica, utilizando o Sensoriamento Remoto e outras fontes como técnica de obtenção e tratamento dos dados. Com o recurso das classificações de imagens digitais, através de um procedimento não-supervisionado e de outro supervisionado, utilizando, respectivamente os métodos da Distância Euclidiana e da Máxima Verossimilhança, foi identificado o uso efetivo aplicado à terra na data de tomada da imagem, de cujo resultado obteve-se um documento cartográfico que representa o uso antrópico da área. Através da identificação das características físicas locais, com base na interpretação visual dos produtos do Sensoriamento Remoto, imagens TM e fotografias aéreas, e de outras fontes, foi feita a identificação do emprego mais adequado a ser aplicado à terra, a qual gerou um outro documento cartográfico representativo. Do cruzamento das informações contidas nas etapas anteriormente descritas, foi realizada uma análise ambiental da área em estudo, a qual também gerou um mapa temático que a representa.

Neste trabalho serão descritos métodos e técnicas na análise de transformações geométricas para o georreferenciamento de imagens do satélite CBERS I, utilizando o sensor CCD na região de Porto Alegre, com a utilização das transformações afim e equações projetivas e com o uso de pontos de apoio coletados com receptor GPS. Os resultados experimentais obtidos com as transformações afim e equações projetivas são animadores, recomendando-se então continuar os estudos para as imagens do CBERS-I que pode ser um atalho importante para atualizar a cartografia regional brasileira, pois neste caso do sensor CCD se vislumbra a possibilidade de se gerarem cartas imagens nas escalas de 1:100.000 e 1:50.000. / In this work methods and techniques will be described in the analysis of geometric transformations for the geo-referencingo of CBERS I satellite images, using sensor CCD in the area of Porto Alegre, with the use of the Afim and equations projetives transformations and with the use of support points collected with receiving GPS. The experimental results obtained with the Afim and equations projetives transformations are exciting, being recommended then to continue the studies for the images of the CBERS-I that it can be an important shortcut to modernize the Brazilian regional cartography, because in this case of sensor CCD it is shimmered the possibility of if they generate map images in the scales of 1:100.000 and 1:50.000.

Neste trabalho foi estudado através de simulações numéricas o fenômeno de canalização do vento em vales. O objetivo do estudo foi determinar para que intervalos dos números de Froude e de Rossby a canalização é observada. Considerações teóricas mostram que a canalização ocorre se estes números estão limitados em uma região no espaço definida por estes parâmetros. Outros aspectos como ondas de gravidade e zonas de circulação reversa à sotavento do vale também foram bem caracterizadas.

Orientadores: Carlos Roberto de Souza Filho, Alvaro Penteado Crosta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-26T18:33:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_Tatide_M.pdf: 7770143 bytes, checksum: 4c99ee0b1df63e951af58923a4c293f1 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta dissertação propõe estratégias para a prospecção de Pb e Zn em depósitos tipo SEDEX e VMS, com base em dados de sensoriamento remoto. Com este objetivo, este estudo foi subdividido em 2 etapas: na primeira, foram confeccionados, através de compilação bibliográfica, modelos descritos para diversos tipos e sub-tipos de depósitos de Pb e Zn e indicados intervalos espectrais ótimos para a detecção, por sensores mu1tiespectrais, de feições relacionadas à estes depósitos. Na segunda etapa, foi realizado o teste do modelo de detecção, utilizando-se dados do sensor GEOSCAN (24 bandas espectrais e resolução especial de 5m) na área do Pro5pecto Salobro (Porteirinha - MG), que compreende uma minera1ização de Zn, com Pb subordinado. A partir dos modelos descritivos constatou-se que os depósitos tipo SEDEX e VMS diferem principalmente quanto à rocha hospedeira do minério, sedimentar e vulcânica, respectivamente. As características potenciaImente detectáveis por sensoriamento remoto para depositos tipo SEDEX são principalmente aquelas relacionadas aos produtos de alteração primária e secundária. enquanto nos depósitos tipo VMS, a rocha hospedeira constitui-se no principal alvo do sensoriamento. Com intuito de subsidiar a adaptação do modelo de detecção conceitual e sua aplicação ao Prospecto Salobro, foi realizado um estudo petrográfico e espectral na área do prospecto, assim como levantados os aspectos fisiográficos locais. A existência de densa vegetação (mesmo na época de seca) e a presença de solos in situ e transportados, sobre grande parte das rochas do prospecto, limitam consideravelmente a aplicação do modelo de detecção. Desta forma, foram definidos dois intervalos espectrais a serem explorados no processamento dos dados GEOSCAN, enfocando a detecção potencial das rochas hospedeiras (horizonte de metadzert ferruginoso) e outras rochas diretamente associadas à mineralização (formações ferríferas): (i) 300-1000nm - cobrindo o espectro visível e infra-verrnelho próximo, para o mapeamento de óxidos e hidróxidos de F e; e (li) 8500-12500nm - cobrindo o espectro termal, para o mapeamento de zonas ricas em sílica.O processamento digital dos dados GEOSCAN foi subdividido entre a aplicação de técnicas tradicionais para a discriminação das rochas presentes no prospecto (i.e., RGB, operações aritméticas e principais componentes) e a aplicação de técnicas objetivando a identificação direta destas rochas (te., SAM e SFF). Conforme previsto no modelo, ambas as técnicas, principalmente tradicionais (i.e., banda 20-917Onm:i:530nm; banda 14 - 2176nm:i: 44nme banda 6- 74Onm:i:23nm, em RGB), furam C3plZe5 de mapear com sucesso a expressão superficial do minério (meta:hert ferruginoso) e das formações ferríferas comandadas associadas. As demais rochas reconhecidas no prospecto não puderam ser discriminadas ou identificadas, principalmente devido aos obstáculos impostos pela cobertura vegetal e solos.Esta pesquisa demonstrou que modelos exploratórios teóricos baseados em dados de sensoriamento remoto são degrande importância na delimitação de jazimentos de metais base. Porém, o o, impacto dos aspectos fisiográficos locais, bem como a escolha do tipo de sensor a ser utilizado devem ser considerados com cautela na estratégia de prospecção. No Prospecto Salobro, apesar das características fisiográficas serem desfavoráveis, a utilização de um modelo de detecção específico para o depósito, juntamente com dados de alta resolução especia1 e espectral, possibilitou o tmpea1m1to remoto do horizonte minera1izado em zinco, resultado raramente atingido em estudos prévios realizados em terrenos tropicais / Abstract: The chief gool ofthis research is to design rernte seming straregies fortargeting SEDEX and VMS-type PbZn depo)its. The investigation was two-fulded. FJI'Stly, bIsed on 1he available Iitfratnre, descriptive trodels were compiled for several types and sub-types ofPb/Zn depooits and optimum spectral bmdwi<:ltffi covered by conternpormy multispectral sensors were suggested for detection of1heir pimary geologic reatures. Secondly, the detection trodel was tested in the Salobro Zt(Pb) Prospect (porteirinha - MG), considering GEOSCAN data 1hat consist of24 spectral 00nds at 5m spectral resolution The descriptive trodels unaniImusly indicare 1hat SEDEX and VMS depooits difIer rm>tly by 1heir host rocks, wbich are sedim;nts and volcanics, respectively. The characttristics ofSEDEX depooits 1hat are potentially deteclable by remate seming cornprehend primary and saxmdaIy alteralionassemblages, whereas VMS depooits can be semed by 1heir <rdimry host rocks. Befure 1he conceptual detection model was tested in 1he Salorro Pro;pect, a geologic surveying fullowed by peI:rogt'aJillc and spectral analysis were aa::omplished in crder to tune 1he mxIel to a list ofloca1 geologic observational phenorrena at the sur1àce (e.g., fuvourable host rocks, altfration ~ structura1 controls) 1hat might lend them;elves to rermte sensing investig;atiOll The list of obsavational Ji1enomma were 1hen filtered by a sei: o Jbysical env:ironrrental constraints (cfumte, vegetation and soil cover) to p'Oduce a new sei: oflandscape auributes (detedable pheoomem) 1hat stood a rmsombIe chance ofbeing detected and exploited in this JE1icular study area. Derne vegetation (even in chy seasorn) and soil (ei1her in situ or 1ranspOrted) cover rmst of rocks 1hrougJ1out 1he p-ospect, which lirnits considerably 1he obsavatioml features, screening 1he detectable reatures to a rew. AImng1he tmindeteclabletea1uresare1helncre zone(tenuginous metachert) and hmded iron fonmtiom closely associated to it. Key spectral bmdwi<:ltffi to detecting 1hese two sets of rocks and 1hat are simul1aneously available within GEOSCAN data, comprise : (i) 300-1000mn- covering 1he visible and near infioared region of the spectrum, for rnapping iron oxides and hydroxides; and (u) 8500-125OOmn- covering 1he therrm1 region, for rnapping silica-rich rocks. A reasoned 1hematic ImAJing approoch, fuvoured in this study, tailored iImge ~ing ofGEOSCAN data to 1he speci1ic aUributes ofinterest, fucusing on 1he detectable reatures yielded ftan the trodel. In this view, image ~ing was split in two step;: (i) a tmic toolkit for iImge ~ including colour composite iImges, band ralios and principal component 1Iansfunmtiorn, were applied to the data aiming to disaiminate between 1he key rocks of 1he JXOSPeá; (u) spectral cIassifiers (SAM and SFF) were 1hen en:q>loyed to identü)r such rocks bIsed 00. spectIal h"braries. As predicted by 1he detection trodel, both sets oftechniques, JE1icularly the ordimry ones (e.g., band 20 - 9170nm = 530nm; band 14 - 2176nm = 44nm and 00nda 6 -74Omn:r23mn, in RGB), were able to successfully rmp 1he sur1àce exçression of the ore zone and the hmded iron fonnatiom within the J1'OSPOCl However, IIDSt ofthe other geologic reatures associated to the depooit were rmsked by vegetation and soil cover. This research has demonstrated that theaetical exploration trodels bIsed on remote sensing data can sufficiently support the indirect targeting oftme treIal depooits. However, the physical enviromnent at the Slrice as well as the choice of rem>te sensing data may constrain the suitabili1y of 1he trodel for a JE1icular scale. Using 1he Salorro Pro5pect as a control, this waX showed that the application of a speci1ic deteclion trodel coupled with the mxIerately high spúial and spectml resolution ofGEOSCAN data was able to ftaIre the ore zone accurately, an achievetrent 1hat has been rarely repeated in tropical terrains / Mestrado / Metalogenese / Mestre em Geociências

RESUMO Utilizou-se fotografias aéreas pancromáticas e composições coloridas TM/LANDSAT para avaliação dos sistemas de manejo na região Sudoeste do Estado do Paraná, entre os municípios de Foz do Iguaçu e Santa Terezinha do Itaipu através de levantamento do uso da terra. 0 levantamento do uso da terra/sistemas de manejo teve como base a interpretação de fotografias aéreas pancromáticas na escala 1:25.000 (13/03/1980) e atualizações efetuadas a campo em 2 períodos: agosto/1985 (inverno) e janeiro/1986 (verão). Essas verificações de campo serviram de apoio ao levantamento realizado com composições coloridas TM/LANDSAT. Além dos levantamentos de uso da terra/sistemas de manejo efetuados, foi possível a identificação dos sulcos de erosão e classes de solos localizados na área de estudo. As composições coloridas analisadas através de interpretação visual, possibilitaram o mapeamento do uso da terra/sistemas de manejo em 26/11/1985. A composição colorida analisada foi a TM 4R 5B 7G ampliada para a escala 1:25.000, sendo consideradas outras 3 composições como auxiliares: TM 2B 4R 7G/TM 2B 5G 7R e TM 4R 5G 7B. As técnicas de sensoriamento remoto utilizadas possibilitaram a identificação de 6 classes de uso da terra: áreas de culturas, áreas de solo descoberto, áreas de pastagens, áreas florestais, áreas construídas e áreas indiscriminadas. Os sistemas de manejo visualizados e mapeados através das fotografias aéreas pancromáticas constituem- se em: a) sistema de cultivo em contorno; b) sistema de cultivo em contorno com terraceamento; c) sistema de cultivo morro abaixo e, d) sistema de cultivo convencional, enquanto que nas composições coloridas TM/LANDSAT os sistemas de manejo constituem- se em: a) sistema de cultivo convencional; b) sistema de cultivo morro abaixo e, c) sistema de cultivo em contorno. O estudo revelou que a área de estudo constitui-se numa região essencialmente agrícola, baseada no binômio soja/trigo aliado a milho e algodão e onde o sistema de cultivo convencional continua sendo o mais utilizado apesar da insistência tecnológica em minimizar os efeitos que aceleram a degradação dos solos frente â sua utilização intensiva. A interpretação" de fotografias aéreas pancromáticas e composições coloridas TM/LANDSAT aliada as verificações de campo, em duas épocas distintas, possibilitaram a análise da evolução do setor agropecuário ocorrido neste últimos 5 anos, bem como permitiram o mapeamento do uso da terra/sistemas de manejo na área estudada.

Uma área no distrito mineiro do Vale do Rio Ribeira de Iguape foi selecionada para estudo do seu potencial aurífero, aurífera, através de um Sistema de Informações Geográficas (SIG). Este tipo de sistema incorpora uma base de dados digitais, espacialmente registrados,organizados na forma de mapas temáticos e tabelas de atributos, que podem ser avaliados estatisticamente, a fim de se estabelecer, no caso de aplicação em pesquisa mineral, as interrelações empíricas entre as evidencias e os depósitos conhecidos, com o objetivo de se prever novos depósitos. Mapas previsionais são gerados pela integração, através de operações lógicas entre os diversos mapas temáticos de evidências, segundo uma hierarquia de maior ou menor correlação com a mineralização. A base de dados construída consiste de dados de cartografia geológica, geoquímica de sedimentos de corrente e concentrados de bateia, litogeoquimica de rochas metavulcanicas básicas: aerogeofisica(magnetometria e gamaespectrometria), imagens de satélite e dados metalogenéticos das ocorrências conhecidas. Reconhecidamente aurífera, a região entre os Ribeirões Piririca e Ivaporunduva, foi objeto de estudo comparativo com as áreas adjacentes na tentativa de se determinar características geológicas que a diferenciavam das demais. Encontrou-se nesta região, como já indicavam mapas de detalhe de projetos prospectivos, uma unidade litologicamente distinta das adjacentes, denominada Unidade Piririca. São sedimentos pelágicos de ambiente redutor e sulfetado constituídos de pelitos carbonosos de ambiente marinho profundo na base, que gradam no topo para águas mais rasas com pelitos carnonaticos. Associam-se a vulcanismo basanitico de regime tectônico distensivo, distinto das metabásicas das unidades adjacentes, que apresentam composições basálticas de filiação toleitica, e afinidade MORB/ arco insular vulcânico. As características das mineralizações auríferas nesta unidade indicam gênese associada a devolatização metamórfica da pilha metavulcano-sedimentar, causada por um gradiente geotérmico anomalamente alto, que possibilitou a extração de fluidos, com ouro em solução, e cuja percolação, canalização e deposição foi facilitada por estruturas planares, associadas a zonas de cisalhamento de orientação NE, tardias ao metamorfismo regional e penecontemporâneos ao plutonismo granítico que deu origem ao Granitóide Agudos Grandes. O potencial aurífero da região foi estimado através de dois métodos de modelagem o método da indexação de overlays, semelhante a uma adição ponderada dos mapas temáticos em que pesos são atribuídos subjetivamente segundo a avaliação do pesquisador e o método dos pesos de evidência, de caráter objetivo, onde os pesos são calculados estatisticamente através de uma estrutura de probabilidades, que estabelece a correlação entre as evidencias e as ocorrências conhecidas. Estas analises indicaram como evidências de correlação positiva com a mineralização aurífera, a presença de litotipos da Unidade Piririca, principalmente metaultrabásicas e calciofilitos; a proximidade do contato com metaultrabásicas/básicas desta unidade; a presença de anomalias geoquímicas de prata, arsênio, chumbo, cobre, cromo e níquel; a proximidade de zonas de cisalhamento dúctil-rupteis NE transcorrentes e normais, e de fraturas NS; e a presença de assinaturas gamaespectrométricas dentro do intervalo de 0,105 a 0,151 para razão U/K. / The gold potential of a region in the Ribeira Valley district was estimated by two distinct modelling methods, carried out in a geographic information System. A geographic information system is a computer system for managing geocoded spatial data from diverse sources organized as thermatic maps and attribute tables and brought together into a unified database. In mineral exploration, many kinds of spatial evidence for mineral deposits, such as geology, structure, geochemical and geophysical characteristics, can be empirically analysed by establishing their spatial relationships to known gold occurrences and combined together in map form to predict the favourability for gold. Our dataset included a geologic map, compiled on a 1.50.000 scale from maps ranging between 1.10.000 and 1.250.000 scales, geochemistry of stream sediments and panned concentrates geochemistry of basic volcanic rocks, gamma-ray and magnetic airborne data, thematic mapper data, and mineral occurrences data. The most widespread mineralized lithological unit was informally dedignated the piririca unit, a metavolcanic-sedimentary sequence of deep-water carbonaceous phyllites, grading up to shallow-water carbonate-bearing phyllites associated with basanite volcanism of a distensive tectonic regime, distinct from the adjacent units of basaltic volcanism that grade from morb to island arc affinities. The gold deposit model presumed metamorphic devolatilization of the volcano-sedimentary pile associated with and anomalously high geothermal gradient, with gold-bearing fluids moving along northeast trending brittle-ductile strike-slip shear zones, which developed late in regional metamorphism and during the emplacement of the Agudos Grandes granitic batholith. The gold potential was estimated by the index overlays model, like the linear addition of maps, which involves a subjective choice of map weights, and by the weights of evidence model, which is objective in that it statistically determines the weight of each evidence map according to its spatial association with the known occurrences. These analyses have as positive evidence the following factors the presence of the Piririca Unit and correlative the presence of mainly basic/ultrabasic metavolcanic rocks and Ca-phyllites the proximity of Piririca-like metavolcanic rocks the presence of silver arsenic lead copper chromium and nickel geochemical anomalies the proximity to northeast brittle-ductile stnke-slip or normal shear zones and north-south fractures and finally the presence of gamma-ray U/K ratio signatures ranging from 0,105 to 0,151.

O monitoramento e a previsão de safras agrícolas são fundamentais para a economia de um país ou região, pois a partir dos dados gerados é possível obter informações a respeito da oferta de produtos no mercado, sendo estas informações necessárias, tanto na definição de preços, quanto nas políticas públicas de estoque. Com base na necessidade de fornecer dados objetivos, complementando os dados divulgados pelos órgãos oficiais responsáveis, este trabalho teve por objetivo avaliar o uso das imagens fração geradas a partir da aplicação do modelo linear de mistura espectral para classificação automática da área cultivada com arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul, levando em conta o comportamento temporal desta cultura. A área utilizada para a realização deste estudo compreende a região orizícola do Estado. Para isso, foram utilizadas imagens do sensor EOS-MODIS, produto MOD13, índice de vegetação (NDVI – Normalized Difference Vegetation Índex), com resolução espacial de 250 m, e correspondente ao período do ciclo da cultura de arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul, (de novembro de 2005 a abril de 2006). Estas imagens foram integradas a um banco de dados georreferenciados utilizando o aplicativo Spring versão 4.3.3. Para isto, foi necessária a utilização do aplicativo ConvGeotiff, para a conversão da imagem MODIS que é disponibilizada em 16 bits, para 8 bits, Após, foi feita a segmentação da imagem e classificação, adotando o algorítimo ISODATA, para o cálculo da área cultivada com arroz irrigado. Para implementar o modelo linear de mistura espectral e gerar as imagens fração foram utilizadas as bandas do vermelho, do infravermelho próximo e do infravermelho médio, contidas no produto MOD13. A avaliação da qualidade dos resultados da classificação das áreas cultivadas com arroz irrigado no Estado e a eliminação das confusões com áreas úmidas não relacionadas ao cultivo de arroz geradas pelo algoritimo de classificação automática, foi feita através da comparação com o mapeamento feito com imagens Landsat, para o mesmo ano safra 2005/2006. Dada a natureza do produto MODIS, problemas com a nebulosidade não constituíram limitação à geração de um mapa para todo o Estado. Verificou-se que a melhor data para a classificação automática das áreas de arroz irrigado é o momento de entrada de água na lavoura. A área estimada com arroz irrigado no Rio Grande do Sul, através das imagens MODIS aproxima-se dos dados oficiais, sendo, portanto, possível a adoção desta metodologia como mais uma ferramenta para auxiliar em programas de previsão e monitoramento de safras agrícolas, complementando os métodos convencionais utilizados atualmente na previsão de safras no Brasil. O método proposto é rápido, de fácil implementação e tanto as imagens adotadas quanto o software utilizado são gratuitos, resultando em custo reduzido. / Monitoring and forecasting crops is fundamental for the economy of a country or region, since having such data enables the obtaining of information on the offer of products in the market. Such information is necessary for the definition of prices, as well as for the definition of stockpiling public policies. Based on the necessity of supplying objective data which may complement the data published by the official departments in charge of this task, this works aims at evaluating the use of fraction images generated by the application of linear spectral mixture model for the automatic classification of the cultivated area of irrigated rice in Rio Grande do Sul State, taking into account the temporal behavior of such culture. The area in which this study was performed comprises the riziculture region of the State. To achieve the data, the images used were captured by the sensor EOS-MODIS, product MOD13, vegetation index (NDVI – Normalized Difference Vegetation Index) with spatial resolution of 250m, corresponding to the period of the irrigated rice culture cycle in Rio Grande do Sul (from November, 2005 to April, 2006). These images were integrated to a georeferenced database using the software Spring, version 4.3.3. It was necessary to use the software ConvGeottif to convert the MODIS image, which is available at 16 bits, to 8 bits. After this, the image was segmented and classified, using the ISODATA algorithm for the calculation of the irrigated rice cultivated area. In order to implement the linear spectral mixture model and to generate the fraction images, the bands of red, near-infrared and mid-wavelength infrared from the MOD13 product were used. The quality of the classification results for the irrigated rice cultivated areas in the State and the elimination of the confusion with humid areas not related to rice cultivation generated by the automatic classification algorithm were carried out by means of a comparison of the mapping carried out with Landsat images for the same crop year 2005/2006. Due to the nature of MODIS, problems with nebulosity did not constitute a limitation for the generation of a map for the whole state. It was noticed that the best date for the automatic classification of irrigated rice areas is the beginning of water entrance in the fields. The estimated area of irrigated rice in Rio Grande do Sul obtained by the MODIS images is close to the official data, thus being possible to adopt such methodology as an additional tool to help programs for monitoring and forecasting crops, complementing the conventional methods used nowadays to forecast crops in Brazil. The method proposed is fast, easily implemented and the images used, as well as the software, are free, resulting in low costs for the work.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

O monitoramento e a previsão de safras agrícolas são fundamentais para a economia de um país ou região, pois a partir dos dados gerados é possível obter informações a respeito da oferta de produtos no mercado, sendo estas informações necessárias, tanto na definição de preços, quanto nas políticas públicas de estoque. Com base na necessidade de fornecer dados objetivos, complementando os dados divulgados pelos órgãos oficiais responsáveis, este trabalho teve por objetivo avaliar o uso das imagens fração geradas a partir da aplicação do modelo linear de mistura espectral para classificação automática da área cultivada com arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul, levando em conta o comportamento temporal desta cultura. A área utilizada para a realização deste estudo compreende a região orizícola do Estado. Para isso, foram utilizadas imagens do sensor EOS-MODIS, produto MOD13, índice de vegetação (NDVI – Normalized Difference Vegetation Índex), com resolução espacial de 250 m, e correspondente ao período do ciclo da cultura de arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul, (de novembro de 2005 a abril de 2006). Estas imagens foram integradas a um banco de dados georreferenciados utilizando o aplicativo Spring versão 4.3.3. Para isto, foi necessária a utilização do aplicativo ConvGeotiff, para a conversão da imagem MODIS que é disponibilizada em 16 bits, para 8 bits, Após, foi feita a segmentação da imagem e classificação, adotando o algorítimo ISODATA, para o cálculo da área cultivada com arroz irrigado. Para implementar o modelo linear de mistura espectral e gerar as imagens fração foram utilizadas as bandas do vermelho, do infravermelho próximo e do infravermelho médio, contidas no produto MOD13. A avaliação da qualidade dos resultados da classificação das áreas cultivadas com arroz irrigado no Estado e a eliminação das confusões com áreas úmidas não relacionadas ao cultivo de arroz geradas pelo algoritimo de classificação automática, foi feita através da comparação com o mapeamento feito com imagens Landsat, para o mesmo ano safra 2005/2006. Dada a natureza do produto MODIS, problemas com a nebulosidade não constituíram limitação à geração de um mapa para todo o Estado. Verificou-se que a melhor data para a classificação automática das áreas de arroz irrigado é o momento de entrada de água na lavoura. A área estimada com arroz irrigado no Rio Grande do Sul, através das imagens MODIS aproxima-se dos dados oficiais, sendo, portanto, possível a adoção desta metodologia como mais uma ferramenta para auxiliar em programas de previsão e monitoramento de safras agrícolas, complementando os métodos convencionais utilizados atualmente na previsão de safras no Brasil. O método proposto é rápido, de fácil implementação e tanto as imagens adotadas quanto o software utilizado são gratuitos, resultando em custo reduzido. / Monitoring and forecasting crops is fundamental for the economy of a country or region, since having such data enables the obtaining of information on the offer of products in the market. Such information is necessary for the definition of prices, as well as for the definition of stockpiling public policies. Based on the necessity of supplying objective data which may complement the data published by the official departments in charge of this task, this works aims at evaluating the use of fraction images generated by the application of linear spectral mixture model for the automatic classification of the cultivated area of irrigated rice in Rio Grande do Sul State, taking into account the temporal behavior of such culture. The area in which this study was performed comprises the riziculture region of the State. To achieve the data, the images used were captured by the sensor EOS-MODIS, product MOD13, vegetation index (NDVI – Normalized Difference Vegetation Index) with spatial resolution of 250m, corresponding to the period of the irrigated rice culture cycle in Rio Grande do Sul (from November, 2005 to April, 2006). These images were integrated to a georeferenced database using the software Spring, version 4.3.3. It was necessary to use the software ConvGeottif to convert the MODIS image, which is available at 16 bits, to 8 bits. After this, the image was segmented and classified, using the ISODATA algorithm for the calculation of the irrigated rice cultivated area. In order to implement the linear spectral mixture model and to generate the fraction images, the bands of red, near-infrared and mid-wavelength infrared from the MOD13 product were used. The quality of the classification results for the irrigated rice cultivated areas in the State and the elimination of the confusion with humid areas not related to rice cultivation generated by the automatic classification algorithm were carried out by means of a comparison of the mapping carried out with Landsat images for the same crop year 2005/2006. Due to the nature of MODIS, problems with nebulosity did not constitute a limitation for the generation of a map for the whole state. It was noticed that the best date for the automatic classification of irrigated rice areas is the beginning of water entrance in the fields. The estimated area of irrigated rice in Rio Grande do Sul obtained by the MODIS images is close to the official data, thus being possible to adopt such methodology as an additional tool to help programs for monitoring and forecasting crops, complementing the conventional methods used nowadays to forecast crops in Brazil. The method proposed is fast, easily implemented and the images used, as well as the software, are free, resulting in low costs for the work.