Neste estudo foram analisadas possíveis tendências de aumento da precipitação em nove estações pluviométricas na sub-bacia 87, incluindo Porto Alegre, no Estado do Rio Grande do Sul, para 50 anos de dados. Eventos extremos são responsáveis por muitos problemas, principalmente em áreas urbanas, e a frequência e a magnitude destes eventos podem aumentar com as alterações climáticas. No intuito de avaliar o impacto de alterações climáticas, em Porto Alegre, utilizou-se o modelo Long Ashton Research Station - Weather Generator (LARS-WG). O LARS-WG é um gerador estocástico capaz de simular cenários climáticos em escala local. Para cada série histórica das estações analisadas, na sub-bacia 87, foi aplicado o teste estatístico de Mann Kendall para identificar possíveis tendências nos dados anuais e trimestrais. Na estação de Porto Alegre também foi realizada pesquisa para identificar o aumento na frequência de ocorrência de alturas de precipitação em diferentes faixas e análise de tendência noshttp://www.bibliotecadigital.ufrgs.br/da.php?nrb=001053508&loc=2017&l=5219eb420c00bf62 dados sub-diários. A geração de séries sintéticas de precipitação para diferentes cenários teve como base os dados pluviométricos da série de Porto Alegre, que consistiu na utilização do período de 1974 a 2014 na geração da linha de base para calibração do LARS-WG. Após a geração de séries sintéticas de precipitação para um clima atual, foi selecionado o máximo diário anual e este foi desagregado em dados subdiários. Na sequência avaliou-se o impacto das alterações em três cenários do IPCC, A1B, A2 e B1. Em cada um dos arquivos de precipitação diária, geradas por projeção no LARS-WG, foi realizada a desagregação em precipitações sub-diárias Os resultados da aplicação do teste de Mann Kendall indicam tendência no aumento do total anual e no número de dias chuvosos (NDC). O trimestre que mais contribuiu para este aumento corresponde à primavera. Entretanto nas estações de Porto Alegre e Sapucaia do Sul, na região metropolitana de Porto Alegre, São Lourenço no Litoral Sul e Renânia e Serra do Pinto numa região de relevo acidentado próximo ao Litoral Norte também se identificou tendência de aumento no verão e no outono. Em Porto Alegre não foi verificada tendência na precipitação diária máxima anual, permitindo a utilização do LARS-WG que assume que as séries de dados diários observados são estacionárias e gera séries sintéticas com características estatísticas semelhantes à série de dados observados. Uma análise comparativa dos resultados entre as IDFs projetadas com o LARS-WG e a IDF definida por Weschenfelder et al. (2015) indica aumento das precipitações intensas. No primeiro período de projeção no cenário A1B, os desvios ficaram na faixa de 8 a 16% para quatro dos modelos, no cenário A2 os desvios ficaram na faixa de 9 a 19% e no cenário B1 de 7 a 19% em cinco modelos. Para o segundo período de projeção apresentou uma grande variabilidade com desvios entre -3 e 40%. O caminho para reduzir as incertezas é o monitoramento continuado das variáveis meteorológicas, pois a modelagem do clima só pode ser aprimorada com a incorporação de dados reais aos modelos. / This study analyzes possible trends of precipitation increase in nine rainfall stations in subbasin 87, including Porto Alegre, in the State of Rio Grande do Sul, for 50 years of data. Extreme events are responsible for many problems, especially in urban areas, and the frequency and magnitude of these events may increase with climate change. In order to evaluate the impact of climate change in Porto Alegre, the Long Ashton Research Station - Weather Generator (LARS-WG) model was used. The LARS-WG is a stochastic generator capable of simulating local scale climate scenarios. The Mann Kendall's statistical test was applied for each historical series of the analyzed stations in sub-basin 87 in order to identify possible trends in annual and trimestral data. At the Porto Alegre station, research was also conducted to identify the increase in the frequency of occurrence of precipitation heights in different bands and trend analysis in the sub-diary data. The generation of synthetic precipitation series for different scenarios was based on the pluviometric data of the Porto Alegre series, which consisted of the use of the period from 1974 to 2014 in the generation of the baseline for LARS-WG calibration After the generation of synthetic series of precipitation for a current climate, the maximum annual daily was selected and this was disaggregated in sub-diary data. The impact of the changes was then evaluated in three scenarios of the IPCC, A1B, A2 and B1. In each of the daily precipitation files generated by LARS-WG projection, disaggregation in sub-daily precipitation was conducted. The results of the Mann Kendall test indicate a trend in the annual total increase and in the number of rainy days (NDC). The trimester that contributed most to this increase is spring. However, in the Porto Alegre and Sapucaia do Sul stations, in the metropolitan area of Porto Alegre, São Lourenço in the South Coast and Renânia and Serra do Pinto, in an area of rugged relief near the North Coast, there was also a tendency to increase in summer and fall. In Porto Alegre, no trend was observed in the annual maximum daily precipitation, allowing the use of LARSWG, which assumes that the observed daily data series are stationary and generates synthetic series with similar statistical characteristics to the data series observed. A comparative analysis of the results between the IDFs projected with the LARS-WG and the IDF defined by Weschenfelder et al. (2015) indicates an increase in intense precipitation.

A Área de Proteção Ambiental do Banhado Grande na Bacia Hidrográfica do rio Gravataí, inserida na região metropolitana de Porto Alegre, abriga uma extensa Área Úmida em sua porção central. A partir de técnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento para a análise das variáveis físicas como, geologia, cota altimétrica, pedologia e índices de vegetação como o NDVI e o NDWI, foi possível classificar compartimentos de Unidades de Paisagem associados às Áreas Úmidas em: Unidade de Paisagem Turfeira e Unidade de Paisagem / Planície de Inundação. A delimitação destas áreas, visa o planejamento do uso racional destes ambientes para a sua manutenção e preservação. No início da década de 1970, um trecho do rio Gravataí foi canalizado, com objetivo de drenar as Áreas Úmidas e viabilizar a expansão das áreas de cultivo do arroz, esta intervenção ocasionou um processo erosivo em forma de voçoroca no Banhado Grande, no município de Glorinha. A partir de uma série temporal de imagens satelitais foi possível mapear e quantificar a evolução do processo erosivo da voçoroca entre os anos de 2003 a 2015. Os resultados do mapeamento mostraram um aumento de quatro vezes na área da voçoroca de 2909,62 m² em 2003 para 12097,70 m² em 2015. No mapeamento da voçoroca e no monitoramento dos processos erosivos no banhado foram o uso das técnicas como: a) monitoramento por estaqueamento; b) mapeamento por imagens de satélite; b) mapeamento por varredura de Laser Scanner Terrestre. O Laser Scanner Terrestre mostrou-se uma ferramenta potencial para o mapeamento da voçoroca em virtude de sua alta precisão e rapidez na coleta de dados no campo, gerando modelos digitais de elevação com alta precisão. O uso do modelo permitiu identificar áreas de erosão deposição e de sedimentos, a partir do perfil topográfico. É necessário o monitoramento contínuo do processo erosivo na área do Banhado Grande, combinando métodos para modelar a sua dinâmica. Essas ferramentas de apoio são fundamentais para a elaboração do Plano de Manejo e estudos que visam a restauração das Áreas Úmidas do rio Gravataí. / The Banhado Grande Environmental Protected Area in the Gravataí river basin, located in the metropolitan area of Porto Alegre, has an extensive wetland area in its central portion. From remote sensing and geoprocessing techniques for the analysis of physical variables such as geology, topography, pedology and vegetation indices such as NDVI and NDWI, it was possible to classify compartments of Landscape Units associated to Wetlands in: Peat Landscape Unit and Landscape Unit / Flood Plain. The delimitation of these areas, aims at planning the rational use of these environments for their maintenance and preservation. In the beginning of the 1970s, a section of the Gravataí river was channeled, with the objective of draining the wetlands and making possible the expansion of rice cultivation areas, this intervention caused an erosive process in the form of gully in Banhado Grande, in the municipality of Glorinha. From a time series of satellite images, it was possible to map and quantify the evolution of the erosion process of the voçoroca between the years 2003 to 2015. The results of the mapping showed a significant increase in the gully of 2909.62 m² in 2003 to 12097.70 m² in 2015. In the mapping of gully and in the monitoring of the erosive processes in the swamp, were used techniques such as: a) stacking monitoring; b) mapping by satellite images; b) scanning mapping of terrestrial Laser Scanner. The terrestrial Laser Scanner has proved to be a potential tool for the mapping of the gully because of its high precision and rapid data collection in the field, generating digital elevation models with high precision. The use of the model allowed identifying areas of erosion deposition and sediment from the topographic profile. It is necessary, however, to choose suitable techniques for the continuous monitoring of the erosive process in the area of the Grande Banhado, combining methods to model the dynamics. These support tools are fundamental for the elaboration of the Management Plan and studies that aim at the restoration of the wetlands of the Gravataí river flood plain.

Este estudo apresenta uma análise da formação e desenvolvimento de um ciclone extratropical formado na costa sul do Brasil e como o acoplamento oceano-atmosfera influencia nesse fenômeno. Foi simulado um caso de Ciclone Extratropical no Atlântico sudoeste durante os dias 02 e 05 de setembro de 2006 através do sistema de modelagem numérica acoplada Coupled Ocean Atmosphere Wave Sediment Transport (COAWST) e outro experimento com o modelo numérico atmosférico Weather Research Forecast (WRF), para analisar o efeito do acoplamento entre modelos numéricos, assim como a dinâmica atmosférica e oceânica e os processos de interação oceano-atmosfera que ocorreram durante a passagem do CE. Foi observado como a instabilidade da Camada Limite Marinha Atmosférica, além dos efeitos de mesoescala do evento impactaram os fluxos de calor entre o oceano e a atmosfera. No setor frio do CE foi observada uma área com intensos fluxos de calor associada a esta instabilidade. Esta umidade do proveniente do oceano para a atmosfera é elevada para níveis superiores da atmosfera por ação da convergência de ventos em baixos níveis e é precipitada na forma de chuva. A TSM ativa no COAWST proporcionou resultados semelhantes aos dados de reanálise do Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) para os Fluxos de Calor Latente e Sensível, enquanto que os resultados do modelo WRF mostraram fluxos de calor mais intensos do que os dados do CFSR. / This study presents an analysis of the formation and development of an extratropical cyclone formed in the southern coast of Brazil and how the ocean-atmosphere coupling affects this phenomenon. Was simulated one extratropical cyclone case in the Southwest Atlantic occurred at 02 to 05 september 2006 with the coupled numerical model system Coupled Ocean Atmosphere Wave Sediment Transport (COAWST) and another experiment with the atmospheric numerical model Weather Research Forecast (WRF), to analyze the coupling effect between numerical models, as well the atmospheric and oceanic dynamics and the air-sea interaction processes during the passage of the extratropical cyclone. Was observed how the Atmospheric-Marine Boundary Layer Instability and the mesoscale effects of the event impact the heat fluxes between the ocean and atmosphere. One area with intense heat fluxes associated to that instability was formed in the cold sector of the extratropical cyclone. This moisture from the ocean to the atmosphere is elevated at high levels of the atmosphere by the action of the wind convergence in low levels and it was precipited in the form of rain. The active Sea Surface Temperature in the COAWST provided similar results when compared with the Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) data, while the WRF model results showed a more intense heat fluxes than the CFSR data.

Atualmente existe grande demanda na elaboração de mais estudos que venham aprimorar os conhecimentos relacionados a secas, visto que os prejuízos causados por este tipo de desastre natural podem alcançar cifras bilionárias, além de gerar um grande impacto social. Metodologias de monitoramento de secas geram informações estratégicas para o planejamento de medidas mitigadoras, redução dos impactos gerados e ajudam a aprimorar a forma como se gere os recursos hídricos. Algumas regiões no mundo são atingidas frequentemente por este tipo de desastre e mesmo assim não dispõe de um sistema de monitoramento completo para as secas a exemplo do continente sul-americano. Apresenta-se neste trabalho avaliação de metodologias para análise de alguns dos principais índices de seca citados na literatura científica. O objetivo é avaliar o desempenho destes visando encontrar relações que possam vir a aprimorar o entendimento sobre esse tipo de evento e para geração de mapas de seca para região citada. Foram utilizados neste estudo apenas produtos de sensoriamento remoto, de reanálises de precipitação e modelos de superfície, abrangendo diversas variáveis do ciclo hidrológico terrestre, tais como: Precipitação (TRMM e MSWEP); Umidade do solo gerada pelo GLDAS; Condições da vegetação (NDVI GMMIS e MOD13C2); Variação do armazenamento de água (TWS GRACE). Calculou-se o Índice de Precipitação Padronizado (SPI), Anomalia da Umidade do Solo (SMA), Índice de Vegetação Padronizado (SVI) e Anomalia do Armazenamento Terrestre de Água (ATWS). Os resultados mostraram que estes índices conseguiram identificar a maioria dos eventos de seca registrados e que apresentam uma forte relação entre si e que esta é governada por variações no déficit de precipitação representado na forma do SPI. Concluiu-se que no geral as secas evoluem primeiramente apresentando uma redução da precipitação e que após 1 ou 2 meses passa a atingir a umidade do solo e a vegetação e por fim atinge o armazenamento de água 2 ou 3 meses após o início da seca. A metodologia aplicada para geração dos mapas de seca se mostrou bastante eficiente para o monitoramento deste tipo de evento, de forma que foi possível representar a maioria dos principais eventos de seca que ocorreram na América do Sul nos últimos anos. / There is a need tor increase the scientific studies related to drought since this type of natural disaster causes billionaires damages, besides generating social impacts. Drought monitoring methodologies generate strategic information for the planning of mitigation measures, reduction of the impacts generated, and can be used to improve water resource management. Some regions in the world like South America are often hit by this type of disaster and yet do not has a complete monitoring system for droughts. This study presents a methodological proposal for the analysis of some of the main drought indexes cited in the scientific literature. The goal is to evaluate the performance of these indexes in order to find relationships between them that may have improve the understanding about this type o disaster and generate drought maps for the cited region. It was used only remote sensing products and products of precipitation reanalysis and land surface model, such as: Precipitation (TRMM and MSWEP); Soil moisture generated by GLDAS; Vegetation conditions index (NDVI GMMIS and MOD13C2); Variations of water storage (TWS GRACE). Standardized Precipitation Index (SPI), Soil Moisture Anomaly (SMA), Standardized Vegetation Index (SVI) and Terrestrial Water Storage Anomaly (ATWS) were calculated for this study. The results showed that theses indices were able to identify most of the droughts events recorded and there is a strong relationship between them. In general this relationship is ruled by variations in the precipitation deficit represented by the SPI. It was concluded that for the most regions in South America the droughts first evolve presenting a reduction of the precipitation and after 1 or 2 moths it is noticed a change in soil moisture and vegetation condition and in the end after 2 or 3 moths it is noticed a reduction in the water storage. The methodology used to generate the drought maps proved to be very efficient for the monitoring of this type of disaster that it was possible to represent most of the main drought events that occurred in South America in recent years.

O monitoramento do meio ambiente e suas mudanças requer a análise de uma grade quantidade de imagens muitas vezes coletadas por satélites. No entanto, variações nos sinais devido a mudanças nas condições atmosféricas frequentemente resultam num deslocamento da distribuição dos dados para diferentes locais e datas. Isso torna difícil a distinção dentre as várias classes de uma base de dados construída a partir de várias imagens. Neste trabalho introduzimos uma nova abordagem de classificação supervisionada, chamada Classifica-Normaliza-Classifica (CNC), para amenizar o problema de deslocamento dos dados. A proposta é implementada usando dois classificadores. O primeiro é treinado em imagens não normalizadas de refletância de topo de atmosfera para distinguir dentre pixels de uma classe de interesse (CDI) e pixels de outras categorias (e.g. floresta versus não-floresta). Dada uma nova imagem de teste, o primeiro classificador gera uma segmentação das regiões da CDI e então um vetor mediano é calculado para os valores espectrais dessas áreas. Então, esse vetor é subtraído de cada pixel da imagem e portanto fixa a distribuição de dados de diferentes imagens num mesmo referencial. Finalmente, o segundo classificador, que é treinado para minimizar o erro de classificação em imagens já centralizadas pela mediana, é aplicado na imagem de teste normalizada no segundo passo para produzir a segmentação binária final. A metodologia proposta foi testada para detectar desflorestamento em pares de imagens co-registradas da Landsat 8 OLI sobre a floresta Amazônica. Experimentos usando imagens multiespectrais de refletância de topo de atmosfera mostraram que a CNC obteve maior acurácia na detecção de desflorestamento do que classificadores aplicados em imagens de refletância de superfície fornecidas pelo United States Geological Survey. As acurácias do método proposto também se mostraram superiores às obtidas pelas máscaras de desflorestamento do programa PRODES. / Monitoring natural environments and their changes over time requires the analysis of a large amount of image data, often collected by orbital remote sensing platforms. However, variations in the observed signals due to changing atmospheric conditions often result in a data distribution shift for different dates and locations making it difficult to discriminate between various classes in a dataset built from several images. This work introduces a novel supervised classification framework, called Classify-Normalize-Classify (CNC), to alleviate this data shift issue. The proposed scheme uses a two classifier approach. The first classifier is trained on non-normalized top-of-the-atmosphere reflectance samples to discriminate between pixels belonging to a class of interest (COI) and pixels from other categories (e.g. forest vs. non-forest). At test time, the estimated COI’s multivariate median signal, derived from the first classifier segmentation, is subtracted from the image and thus anchoring the data distribution from different images to the same reference. Then, a second classifier, pre-trained to minimize the classification error on COI median centered samples, is applied to the median-normalized test image to produce the final binary segmentation. The proposed methodology was tested to detect deforestation using bitemporal Landsat 8 OLI images over the Amazon rainforest. Experiments using top-of-the-atmosphere multispectral reflectance images showed that the deforestation was mapped by the CNC framework more accurately as compared to running a single classifier on surface reflectance images provided by the United States Geological Survey (USGS). Accuracies from the proposed framework also compared favorably with the benchmark masks of the PRODES program.

Este trabalho teve como objetivo avaliar as restrições e potencialidades ao uso turístico de parte da área do Parque Nacional Serra da Canastra (MG), na escala 1:50.000. Analisou-se a evolução temporal do uso e ocupação do solo e os impactos negativos ocasionados ao meio físico pela localização inadequada das vias de acesso. Por meio de técnicas de sensoriamento remoto, geoprocessamento e trabalhos de campo foram mapeadas as vias de acesso, delimitadas bacias hidrográficas com ordens hierárquicas iguais ou superiores a dois, realizadas análises de densidade de vias de acesso e canais de drenagem e elaborados produtos cartográficos básicos (modelo digital de elevação hidrologicamente consistente, carta de declividade, carta de distância vertical da drenagem mais próxima e mapas de uso e ocupação do solo de 1964/1967, 1989 e 2009). Estes resultados foram combinados a trabalhos de outros autores para elaboração dos seguintes documentos interpretativos: carta de restrição à implantação de vias, carta de predisposição a movimentos de massa, carta de suscetibilidade à inundação de planícies, carta de suscetibilidade à ocorrência de incêndios e carta de trafegabilidade. Com base nestes documentos interpretativos, foram obtidos os níveis de suscetibilidades e restrições das bacias hidrográficas mapeadas. A partir de critérios de classificação, foram adotadas cinco classes de adequabilidade ao uso turístico. De modo geral, as bacias hidrográficas mostraram-se bastante restritivas a este uso, 81% foram classificadas como semi-adequadas ou inadequadas e apenas 19% como adequadas. Não foram identificadas bacias que se enquadravam como totalmente adequadas ou totalmente inadequadas. Apesar de prevalecerem condições de restrição ao uso turístico da área de estudo, estas não necessariamente inviabilizam a sua utilização para o turismo. A partir dos documentos interpretativos, que apresentam suscetibilidades e restrições, o uso turístico da área pode ser melhor planejado, de maneira a reduzir impactos e riscos. Em relação à evolução temporal do uso e ocupação do solo na área de estudo, o mapeamento mostrou que não ocorreram grandes mudanças ao longo dos períodos analisados, contudo houve uma pequena melhora na preservação das formações florestais. As vias de acesso também não apresentaram um aumento significativo no período compreendido entre 1989 e 2009. Quanto aos impactos negativos causados ao meio físico, as rodovias de tráfego periódico mostraram-se mais preocupantes quanto ao desenvolvimento de processos erosivos que os caminhos/trilhas, devido a sua localização sobre materiais inconsolidados mais suscetíveis à erosão. No entanto, os caminhos/trilhas podem ser deflagradores de outros impactos pela concentração do escoamento superficial, como assoreamento dos corpos dágua, aumento da turbidez e vazão dos rios. / This study had the objective of evaluating the potentialities and restrictions regarding the touristic use of Serra da Canastra region (MG), in scale 1:50.000. The temporal evolution and soil occupation were analyzed as well as the negative impacts caused to the environment due to improper location of the access roads. The access roads were mapped through remote sensing, geoprocessing and field work, the hydrographic Basins were delimited with hierarchical order equal or higher than second hierarchical order, access road and drain canal density analysis was performed, and basic cartographic products were done (digital model of hydrologically consistent elevation, slope map, vertical distance of the nearest drain and the soil use and occupation in 1964/1967, 1989 and 2009). These results were combined on the study of other authors in order to have the following interpretative documents: restriction map to the road implementation, mass movement predisposition map, susceptibility to floodplains map, susceptibility to fire map, and trafficability map. Based on those interpretative documents, susceptibility and restriction levels were obtained to the mapped watersheds. These levels were used to define the criteria for classification of the watersheds in five classes of suitability for the tourist use. In general, the watersheds showed very restrictive to this use, 81% were classified as semi-suitable or unsuitable and only 19% as suitable. No watershed was considered completely suitable or unsuitable. Although conditions to restriction regarding the touristic use of the study area remain, those do not necessarily stop its use to the tourism. From the intermediate products, which present susceptibility and restrictions, the touristic use of the area can be better planned, in such a way to reduce impacts and risks. Regarding the temporal evolution of the soil use and occupation in the study area, the mapping has shown that big changes along the analyzed periods have not occurred, however there was a small improvement when it comes to preserving the forest formation. The road access did not present a significant increase between 1989 and 2009 either. Regarding the negative impacts caused to the environment, the traffic roads presented as more worrying about the development of erosive processes than the paths, due to its location on more susceptible to erosion unconsolidated materials. However, the paths may trigger other impacts because of the concentration of superficial flowing, such as drainage channels silting, increase of turbidity and river discharge.

O emprego de câmeras digitais multiespectrais torna possível a utilização de índices de vegetação, obtidos por meio de operações matemáticas entre bandas espectrais de uma mesma imagem. Estes índices podem ser empregados na estimativa de produtividade de culturas agrícolas e no delineamento de zonas de manejo, por apresentarem relação com o vigor da cultura. Algumas variáveis obtidas no campo, como o índice de área foliar (IAF), a altura de plantas e o número de plantas por metro linear, também podem ser empregadas na avaliação do vigor da cultura. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar imagens obtidas por meio de videografia aérea digital multiespectral, quanto ao seu potencial na estimativa da produtividade e na determinação de zonas de manejo em culturas de grãos. As imagens foram adquiridas por meio de uma câmera de vídeo digital multiespectral (Duncantech MS3100). Também foram utilizados mapas de produtividade, referentes a duas áreas cultivadas, primeiramente com trigo, no inverno de 2001, e na seqüência com soja, no verão de 2002. Além disso, foi realizado um trabalho de campo, na cultura da soja, em uma das áreas de estudo, onde foram determinados, em uma grade amostral, o índice de área foliar, a altura de plantas e o número de plantas por metro linear. As imagens aéreas foram corrigidas geometricamente e normalizadas radiometricamente no software Idrisi32, após o que foi realizada uma regressão linear simples entre as imagens e os mapas de produtividade, pixel-a-pixel e com as imagens classificadas. Os dados coletados em grade foram analisados por meio da estatística descritiva e da geoestatística, sendo posteriormente interpolados, gerando os mapas de superfície das variáveis estudadas. Os mapas de superfície criados para as variáveis medidas no campo apresentaram elevada correlação entre sí. A imagem NDVI apresentou uma melhor relação com a estimativa de produtividade, quando comparada com as imagens das bandas espectrais individualizadas, do vermelho e do infravermelho próximo. Concluiu-se que as imagens aéreas digitais multiespectrais obtidas por videografia são eficientes na estimativa da produtividade de grãos quando existe elevada variabilidade nas imagens e as mesmas não apresentam valores discrepantes. Também proporcionam informações importantes ao delineamento de zonas de manejo. / The utilization of multispectral digital cameras makes it possible the use of vegetation indices, generated by means of mathematical operations between spectral bands from the same image. These indices can be used to estimate crop yields and delineate management zones due to the relation between them and crop vigor. Some variables, measured on the field, such as leaf area index (LAI), plants height and plants per linear meter, can also be used in the assessment of the crop vigor. The main objective of this work was to evaluate multispectral digital aerial videographic images regarding their potential in crop yield estimate as well as in management zones delineation. The images were acquired with a multispectral digital camera (Duncantech MS3100). Yield maps were also used, for two cropped areas, firstly with wheat, in the 2001 winter, and afterwards, with soybean, in the 2002 summer. Moreover, a field work was accomplished, for soybean, in one of the study areas. Three variables were measured, on a sampling grid: leaf area index, plants height and plants per linear meter. The aerial images were geometrically rectified and radiometrically normalized, in the software Idrisi32, and then a simple linear regression was performed between images and yield maps, pixel-by-pixel and with the classified images and maps. Data collected on the sampling grid were analyzed by means of descriptive statistics and also geostatistics. After an interpolation procedure, surface maps of these variables were generated. The surface maps generated for the variables measured on the field presented high correlation among themselves. The NDVI image showed a better relation with yield estimate than the individual spectral bands, red and near infrared. One can conclude that the multispectral digital aerial videographic images are efficient for grain crops yield estimates, when there is a high variability on the images, without outliers. These images can also provide important information to the management zones delineation.

A elaboração de modelos pode ser entendida como um processo de simplificação da realidade. Desta forma, foram utilizados neste trabalho dados multitemporais estatísticos e de sensoriamento remoto, para que fossem caracterizadas as mudanças nos padrões de uso e cobertura da terra na bacia do Taiaçupeba nos últimos 30 anos. Para uma melhor aferição das informações obtidas a partir de imagens de satélite e uma posterior verificação das mesmas, foi necessária a utilização de dados colhidos durante levantamentos de campo, bem como o uso de estatísticas oficiais e trabalhos científicos sobre a área de estudo, dando ao presente trabalho um papel de complementação e atualização desses últimos. / Modeling is the process that makes reality simpler. Thus multitemporal statistics and remote sensing data were applied to this work, so that the land use and cover pattern changes in Taiaçupeba basin could be traced during the past 30 years. For a better checking of the remote sensing acquired information and its later comparison, it was necessary to use field data, as well the official statistics and earlier scientific works about the area, which was complemented and updated by this work.

Este trabalho tem como objetivo apresentar o sistema óptico desenvolvido para a câmera WFI (Wide Field Imaging Camera) que integrará os satélites CBERS 3 e 4 (China Brazil Earth Resources Satellite). O Brasil é responsável por duas das câmeras dos satélites CBERS 3 e 4, a WFI e a MUX (Multispectral Camera). Estas câmeras são destinadas a sensoriamento remoto orbital da Terra. É a primeira vez que câmeras destinadas a este tipo de aplicação são inteiramente desenvolvidas e construídas no país. Devido ao alto nível de vibração durante o vôo, à exposição a vácuo e a radiação espacial durante o período de vida útil em órbita, o desenvolvimento desta câmera exige um cuidadoso processo de análise e avaliação do desempenho óptico em terra de modo a garantir seu funcionamento a bordo. Em especial, serão apresentados as análises ópticas realizadas durante a fase de projeto preliminar e os testes ópticos realizados em terra dos requisitos: distância focal, campo de visada - FOV, função de transferência de modulação - MTF, distorção, sensibilidade à polarização, transmitância, sensibilidade à luz espalhada e degradação da transmitância com a radiação espacial. Os resultados obtidos comprovaram que o desempenho do sistema óptico atende os requisitos de projeto. / The purpose of this work is to present the optical system developed for the WFI camera (Wide Field Imaging Camera), which will be integrated to the CBERS 3 and 4 satellites (China Brazil Earth Resources Satellite). Brazil is responsible for two cameras of CBERS 3 and 4 satellites, WFI and MUX (Multispectral Camera). These cameras are used for orbital remote sensing of the Earth. It is the first time that cameras for this type of application are being entirely developed and built in our country. Due to the high vibration level during flight, the vacuum and space radiation exposure during the lifetime in orbit, the development of this camera requires a meticulous analysis process and evaluation of optical performance on the ground in order to ensure the effective operation on board. In particular, the optical analyses performed during the preliminary design and optical test requirements performed on ground will be presented, such as: focal length, field of view - FOV, modulation transfer function - MTF, distortion, polarization sensitivity, transmittance, stray light sensitivity and transmittance degradation with space radiation. The results obtained exhibit that the optical system performance satisfies all project requirements.

A presente dissertação tem como objetivo elaborar modelos em diferentes escalas para previsão, espacialização e análise das áreas inundáveis na bacia hidrográfica do rio Caí, RS. Este trabalho está estruturado em três módulos, de acordo com o grau de detalhamento dos modelos. O Módulo I está relacionado aos modelos de escala média (1:100.000) para o mapeamento e a análise das inundações na bacia hidrográfica do rio Caí. O Módulo II compreende um modelo aplicado à previsão, à espacialização e à análise das inundações na área urbana de São Sebastião do Caí, em escala grande (1:10.000). O Módulo III é semelhante ao segundo, no entanto, em escala maior (1:5.000), na área urbana e entornos de Montenegro. No Módulo I foram utilizados dados de três estações fluviométricas para analisar as características hidrológicas da bacia (tempo de retorno das cheias, distribuição sazonal dos eventos, etc.), e dados SRTM e da DSG para modelar a superfície do terreno e espacializar as áreas inundáveis. No Módulo II foram utilizados dados de duas estações fluviométricas para elaborar um modelo matemático de previsão das inundações. Para a espacialização e a análise das áreas inundáveis, utilizaram-se dados altimétricos de razoável precisão (nivelamento municipal) e uma imagem de satélite de alta resolução espacial. O modelo matemático de previsão de inundações do Módulo III é semelhante ao do Módulo II, alterando apenas as estações utilizadas. A modelagem da superfície foi realizada com curvas de nível com equidistância de 1m e pontos cotados, compatíveis com escala de 1:2.000. O modelo aplicado à espacialização das inundações em Montenegro considerou o desnível existente na lâmina d’água durante os eventos, diferentemente do Módulo II, o que aumentou a precisão e a qualidade da modelagem. Verificou-se que mais de 75% dos eventos de grande magnitude ocorreram entre os meses de junho e outubro. De modo geral, os dados SRTM e da DSG superestimaram as áreas atingidas, mas representaram satisfatoriamente os locais de maior avanço das águas. Os modelos matemáticos de previsão de inundações, em São Sebastião do Caí e Montenegro, apresentaram, em geral, precisão submétrica para a estimativa de cotas, obtendo resíduo médio de 0,68m e 0,25m, respectivamente. Quanto aos modelos de espacialização das inundações dos Módulos II e III, os erros planimétricos verificados foram de 19m (São Sebastião do Caí) e 9m (Montenegro). O erro altimétrico médio (diferença entre as lâminas d’água medida e modelada), nos pontos avaliados, foi de apenas 0,30m em São Sebastião do Caí e de 0,15m em Montenegro. / This dissertation aims to develop models at different scales for prediction, spatialization and analysis of the floods in the Caí River Basin, RS. This work is structured in three modules, according to the level of detail of the models. The Module I is related to models of medium scale (1:100,000) for mapping and analysis of floods in the Caí River Basin. The Module II includes a model applied to prediction, to spatialization and to analysis of floods in the urban area of São Sebastião do Caí, in large scale (1:10,000). The Module III is similar to the second, however, on a larger scale (1:5,000), in the urban area and surroundings of Montenegro. In Module I we used data from three gauging stations to analyze the hydrological characteristics of the basin (recurrence interval of floods; seasonal distribution of events), and the SRTM and DSG data’s to model the terrain surface and spatialize flooded areas. In Module II used data from two gauging stations to develop a mathematical model for flood prediction. For the spatialization and the analysis of the wetlands were used altimetry data of reasonable accuracy (town topography leveling) and a satellite image of high spatial resolution. The mathematical model for flood prediction of the Module III is similar to Module II, changing only the gauged stations used. The modeling of the surface was performed with contour lines in intervals of 1 meters and measured points, consistent with scale of 1:2,000. The model applied to the spatialization of flooding in Montenegro found the gap in water depth during the events, unlike the Module II, which increased the accuracy and quality of modeling. It was found that over 75% of events of great magnitude occurred between June and October. In general, the SRTM and DSG data’s overestimated the affected areas, but accounted satisfactorily the locals of the biggest advance for water. The mathematical models for flood prediction in São Sebastião do Caí and Montenegro, were, in general, sub-meter accuracy for the estimation of quotas, obtaining average residual of 0.68 m and 0.25 m, respectively. As for the models of flood spatialization of Modules II and III, the errors planimetric were 19m (São Sebastião do Caí) and 9m (Montenegro). The average altimetric error (difference between the water depths measured and modeled), in the measured points, was only 0.30 m in São Sebastião do Caí and 0.15 m in Montenegro.