Orientador: Célia Regina Lopes Zimback / Coorientador: Anderson Antonio da Conceição Sartori / Banca: Luis Gustavo Frediani Lessa / Banca: Osmar Delmanto Junior / Resumo: A cultura de cana-de-açúcar tem grande influência ambiental no Brasil, pois a colheita manual da cana-de-açúcar vem sendo substituída pela mecanizada no Estado de São Paulo e isso tem provocado uma grande queda nas emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE's). Desta forma, estudos recentes salientam a possibilidade da utilização dos índices de vegetação espectrais para estimar a biomassa, o estoque e o sequestro de carbono no monitoramento da cultura de cana-de-açúcar. Mediante avanços tecnológicos de sensores remotos que permitem analisar, por meio de imagem de satélites, a distribuição espacial de áreas cultivadas e as possíveis modificações da cobertura vegetal em diversas épocas, tem possibilitado o fornecimento quanto ao monitoramento das áreas vegetadas. Assim, como hipótese principal de estudo foi estabelecido que índices de vegetação podem discriminar diferentes áreas com distintos estoques de carbono em áreas cultivadas com cana-de-açúcar, para o município de São Manuel -SP. A partir de imagens do satélite Landsat 8 foram gerados os seguintes índices de vegetação: NDVI, PRI, CO2 flux, IAF e SAVI baseado em metodologia propostas por vários autores. O processamento e avaliação dos dados obtidos para a geração dos índices de vegetação, foram elaborados pelo programa ArcGIS 10.2.2 para a validação foram utilizadas duas áreas de cana-de-açúcar em Botucatu ... / Abstract: The cultivation of sugarcane has great environmental influence in Brazil, because sugarcane manual harvesting has been replaced by mechanized harvesting in São Paulo and this has caused a major drop in greenhouse gas emissions. Since 2007 the agreement was signed in the Environmental Protocol of the sugarcane industry. Thus, recent studies highlight the possibility of using spectral vegetation indices to estimate the biomass, the stock and carbon sequestration in monitoring the sugarcane crop. Through technological advances of remote sensors that allow to analyze, through satellite image, the spatial distribution of cultivated areas and possible changes in vegetation cover at different times, enable the monitoring of vegetated areas. As well as the main study hypothesis was that vegetation indices can discriminate different areas with different carbon stocks in areas cultivated with sugarcane, for the municipality of São Manuel - SP. The study area is located in the municipality of São Manuel - SP, were used to validate two areas of sugarcane in Botucatu - SP for comparison analysis. The processing and evaluation of data, generation of vegetation indices were prepared by ArcGIS 10.2.2 programs using satellite Landsat 8 bands. Were prepared correlation between vegetation indices in the validation of areas where there was a high correlation, it was possible to confirm the figures for the municipality of São Manuel - SP and interpret them with the assurance of spectral responses. Through the carbon inventory values in the soil in these areas in Botucatu - SP was performed with the correlation values of vegetation indexes generated in this case there was no correlation. One explanation for the low correlation between indexes related to biomass and carbon content in the soil is that the areas are cultivated with semi-perennial crop, which systematic soil disturbance beyond the demand management ... / Mestre

Orientador: Eduardo Machado Perea Martins / Banca: Rodrigo Maximo Sanchez Roman / Banca: João Carlos Cury Saad / Banca: Marcelo Girotto / Banca: Andrea Carla Gonçalves Vianna / Resumo: Este é um trabalho de tecnologia computacional aplicada na área agrícola, cujo objetivo principal do trabalho é desenvolver uma rede de sensores sem fio, que envolve aspectos de software e hardware, para o monitoramento térmico no interior de uma casa de vegetação. Além da rede propriamente dita, o trabalho também inclui a sua aplicação no levantamento quantitativo da variabilidade térmica na casa de vegetação o que pode ser aplicado em diversas atividades agrícolas a serem desenvolvidas no interior da estrutura. A proposta é que a rede desenvolvida seja de fácil implementação e manuseio, com baixo custo, e que use técnicas computacionais eficientes a fim de permitir a sua fácil adaptação a diferentes necessidades das pesquisas. As redes de sensores sem fios dependem fundamentalmente de estruturas chamadas de nós de sensoriamento, que são responsáveis pelas medições de um parâmetro físico e também pela troca de informações via rádio. No presente e trabalho, o nó de sensoriamento desenvolvido é constituído pelo módulo de rádio XBee Pro S2B; por um módulo de processamento Arduino Nano e por sensores de temperatura modelo LM35. O processador de cada nó de sensoriamento da rede desenvolvida executa um programa que faz a captura dos dados dos sensores de temperatura e os enviam por rádio à um computador onde existe um software que também foi desenvolvido no presente trabalho com o objetivo de receber, separar e gravar os dados de uma rede de sensores sem fio para o monitoramento térmico em casas de vegetação. Cada nó de sensoriamento possui capacidade de ser conectado a até 8 sensores LM35. Na análise térmica, foram distribuídos dois nós de sensoriamento e um total de 15 sensores distribuídos sistematicamente no interior de uma casa de vegetação do tipo teto em arco com dimensões de 8 X 16 metros localizada em Garça - SP. Os sensores foram ... / Abstract: This work presents the use of computer technology applied in agricultural systems, which involves aspects of software and hardware for thermal monitoring inside a greenhouse. It includes detailed analyses of the thermal variability in the greenhouse, which can be used in various agricultural activities implemented within the structure. The work also includes de design of a wireless sensor network with main features are easy implementation, low cost, and efficient use of computational techniques to allow easy adaptation to new different needs of research. Wireless sensor networks depend of a structure called sensor node, which are responsible for measuring a physical parameter and by wireless information exchange. In this work, the sensing node was designed with a radio module XBee Pro S2B; an Arduino Nano by a processing module; and the LM35 temperature sensor. The sensor nodes processor runs a program that makes the capture of data from temperature sensors and sends them by radio to a computer where a software which was also developed in this work and aim to receive, separate and record data from a wireless sensor network for monitoring the air temperature inside greenhouses. Each sensor node has the ability to be connected to up to eight LM35 sensors. In greenhouse thermal analysis, they were distributed in two sensing nodes connected to 15 sensors systematically distributed into the greenhouse with dimensions of 8 x 16 meters located in Garça - SP, Brazil. The sensors were... / Doutor

Este trabalho explora as propriedades óticas das plantas no infravermelho termal para avaliar como esse tipo de dado poderia ser usado em estudos de ecossistemas, tanto no laboratório, quanto no campo, ou com sensoriamento remoto, e também, para analisar vários aspectos da química de diferentes espécies. Espectros de refletância total atenuada (ATR) das folhas mostram bandas de absorção devidas às vibrações moleculares de diferentes compostos, e quando ATR de folhas frescas foi comparado com espectros de compostos padrões selecionados, foi possível relacionar bandas das folhas com bandas de celulose, cutina, sílica ( quartzo microcristalino), água e triterpeno ácido. Usando um procedimento de busca foi possível localizar espécies com características químicas semelhantes, dentro de uma biblioteca espectral. Potenciais fontes de variações foram exploradas para compreender se o ATR poderia ser usado na identificação de espécies. Variações temporais, espaciais e posicionais. Por exemplo, folhas de sol mostraram diferenças espectrais de folhas de sombra. Espectros das superfícies adaxiais quase sempre eram diferentes das abaxiais. Indivíduos da mesma espécies quase sempre mostraram espectros muito similares. Numa simulação de um estudo ecológico de campo usando ATR como ferramenta para a identificação de espécies, 82% dos indivíduos foram corretamente identificados. Imagens de microscopia de varredura (SEM) das folhas foram usadas com medidas de refletância hemisférica direcional (DHR) para estudar os efeitos da tridimensionalidade estrutural sobre o comportamento espectral. Por exemplo, estruturas formadas pelas ceras na superfície foliar podem causar atenuação das características espectrais devidas ao efeito Holblaum (de cavidade). Medidas de DHR podem ser relacionadas à emissividade pela lei de Kirchhoff (ε=1-R), e por isso é importante compreende-las, pelas informações que podem estar disponíveis por sensoriamento remoto. Para explorar os efeitos da estrutura do dossel nos espectros, medidas de emissividade foram feitas usando um espectrômetro de campo. Os dados mostram, pela primeira vez, que é possível discriminar características de emissividade espectral de plantas daquelas do ambiente ao redor. Medidas espectrais feitas com distâncias horizontais crescentes de alguns dosséis de árvores mostraram uma atenuação progressiva das características de emissividade espectral, devido ao número crescente de cavidades no campo de visão, e problemas de correção atmosférica. Apesar disso, há potencial no estudo de plantas usando sensoriamento remoto no infravermelho termal. Um sensor em plataforma de avião operando na janela atmosférica entre 8-14 m teria que ter uma alta razão sinal-ruído, e um campo de visão pequeno que permittise medidas das folhas individualmente. Métodos de calibragem e algoritmos para análises espectrais precisariam ser refinados a fim de permitir a extração das características sutis de emissividade das plantas. / This work explores the thermal infrared spectral properties of plants to evaluate how such data might be used in laboratory, field, and remote sensing studies of ecosystems, and to analyze diverse chemical aspects of plant species. Attenuated total reflectance (ATR) spectra of plant leaves display absorption bands caused by the fundamental molecular vibrations of various compounds. By comparing ATR spectra of fresh leaves to reference spectra of selected pure compounds, it was possible to assign a number of leaf absorption bands related to cellulose, cutin, silica ( quartz micro-crystalline), water and acid triterpene. By using spectral search/match procedures it was possible to locate species within a database of leaf spectra that had similar chemical characteristics. Potential sources of spectral variation were explored, including temporal, spatial, and positional variations. For example, sun leaves showed spectral differences compared to shaded leaves. Spectra of adaxial leaf surfaces were commonly different from those of abaxial surfaces. Individuals of the same species consistently showed very similar spectra. In a simulated ecological study using field ATR measurements as a tool for species identification 82% of the individuals were correctly identified. Scanning electron microscope images were utilized in conjunction with directional hemispherical reflectance (DHR) measurements of leaves to study 3-dimensional structural effects on spectral behavior. For example, small-scale structures formed by waxes on a leaf surface can cause the attenuation of spectral features due to the Holblaum (cavity) effect. DHR measurements can be linked to emissivity using Kirchhoff’s law (ε=1-R), and therefore are relevant to understanding the kinds of information concerning plants that may be available via remote sensing. Finally, to explore the effects of canopy structure on spectra, direct emissivity measurements were made by using a field spectrometer. The data show, for the first time, that it is possible to discriminate spectral emissivity features of plants from those of the surrounding environment. Spectral measurements made at increasing horizontal distances from several tree canopies showed progressive attenuation of the spectral emissivity features. This attenuation is ascribed to the increasing proportion of canopy voids in the instrument field of view, and to increased surface scattering effects. Errors associated with removal of atmospheric features also contributed to the loss of spectral information at greater measurement distances. Despite these problems, there is untapped potential for using thermal infrared remote sensing measurements to study plants. To be effective an airborne sensor operating in the 8-14 m atmospheric window would need high signal-to-noise and a small instantaneous field of view to enable measurements of individual leaf surfaces. Data calibration methods and spectral analysis algorithms would also require refinement to permit the extraction of subtle plant emissivity features.

A dinâmica em meso-escala nos oceanos globais é dominada por sinais propagantes para oeste. Estudos pioneiros a utilizar medidas de altimetria por satélites associaram este sinal a ondas de Rossby longas do primeiro modo baroclínico. Com o recente aumento de resolução nos dados altimétricos, estudos mais recentes sugerem que vórtices de meso-escala não-lineares seriam os principais responsáveis pelo sinal propagante observado, em detrimento às ondas de Rossby. O objetivo do presente trabalho é identificar estruturas coerentes associadas a vórtices de meso-escala e distingui-las das ondas de Rossby longas do primeiro modo baroclínico. Mapas de anomalia da altura da superfície do mar (η) foram filtrados através da análise de ondaletas e um algoritmo de identificação e extração de estruturas vorticais. Os vórtices extraídos foram caracterizados através do ajuste de um paraboloide elíptico. O algoritmo demonstrou-se capaz de identificar e extrair as estruturas associadas a vórtices de meso-escala. Os resultados indicam predominância de anéis vorticais anti-ciclônicos. Os espectros de potência zonais-temporais de η indicam que a maior parte da variância distribui-se na região não-dispersiva do espectro teórico de ondas de Rossby lineares. A propagação observada nos componentes resultantes do filtro indicam coexistência de ondas de Rossby lineares e vórtices de meso-escala, comprovando assim a hipótese científica estabelecida para este trabalho. / The mesoscale dynamics in the global oceans is dominated by westward propagating signals. Pioneering studies using satellite altimetry measurements associated these observations with first-mode baroclinic Rossby waves. With the increase in altimetry data resolution, recent studies suggest that nonlinear mesoscale eddies are responsible for the westward propagating signal rather than Rossby waves. The objective of this study is to identify coherent structures associated with mesoscale eddies and distinguish them from long first-mode baroclinic Rossby waves. Sea surface height anomaly maps (η) were filtered throught wavelet analysis and an algorithm for identifying and extracting vortical structures. The extracted vortices were characterized by adjusting an elliptic paraboloid. The algorithm proved to be able to identify and extract the structures associated to mesoscale eddies. The results indicate a predominance of anti-cyclonic rings. Zonal-temporal power spectral density of η indicate that most of the variance is located at the non-dispersive region of the theoretical linear Rossby wave spectra. The observed propagation of the filtered components indicate coexistence of linear Rossby waves and mesoscale eddies, thus proving the scientific hypothesis of this study.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2014-08-25T11:04:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação AngeloFlorentino Fernandes.docx: 4649784 bytes, checksum: 89d46fb0a5199c94807960470bf15c85 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-25T11:04:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação AngeloFlorentino Fernandes.docx: 4649784 bytes, checksum: 89d46fb0a5199c94807960470bf15c85 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Unpaved roads are essential for the municipal districts, mainly for those that have its economy based on the agricultural. However, not always the public power of these municipal districts has control on the amount and characteristics of the existent highways. These information are essential for the organizes of the net and maintenance of the highways of the municipal district, which are usually built without approaches of engineering that it increases the risk of degradation of those highways, what happen basic. It is of fundamental importance that the municipal district has it controls so much about the amount of not paved roads, as on the problems that eventually appear and they need solution. The present work had for objective to verify the adequate of the use of images of medium space resolution for identification of the mesh of not paved highways and recognition of features originated erosive of these. The work was accomplished tends as study object the microbasing of the river Chaves, in the municipal district of Morrinhos, GO. For the accomplishment of the work got up referring field data to not paved highways and erosions to its margins, using a receiving GPS. Images of sensor CCD of the satellite were used CBERS, referring to the months of April and September of 2007, and the software Spring, of the National Institute of Space Researches (INPE). In the study made use of the bands 2, 3 and 4, referring to the areas of the green, red and infra-red close of the spectrum electromagnetic. Vectorial data of the studied area obtained SIEG close to also used. The images were spatial coordinates, being defined the area of the study, being these analyzed band the band, by means of colored compositions. They were also accomplished analyses using supervised classification and filtrated for it enhances of borders. The obtained results showed that, the best form of extraction of that feature type is to manual and that, highways of reduced traverse section and of low volume of traffic they are not recognition passives, as well as features erosive of small load, in the bed, borders or in marginal areas to these. The artifices of digital processing with the use of filters and supervised classification didn't supply satisfactory results for the identification of those features. It was also verified that the production of map of erosion risk with the available scale for the place of the study, didn't present correlation adapted with the features lifted up erosive to field. It is concluded like this, that the use of images of medium space resolution for extraction of highways should be accompanied of field maps being able to not, however, to serve as support for neighborhood studies to these features. / Estradas não pavimentadas são essenciais para os municípios, principalmente para aqueles que têm sua economia baseada na agropecuária. No entanto, nem sempre o poder público destes municípios tem controle sobre a quantidade e características das estradas existentes. Estas informações são essenciais para o gerenciamento da rede e manutenção das estradas do município, as quais normalmente são construídas sem critérios de engenharia o que aumenta o risco de degradação dessas estradas, o que ocorre com freqüência. É de fundamental importância que o município tenha controle tanto sobre a quantidade de vias não pavimentadas, como sobre os problemas que eventualmente surgem e necessitam de solução. O presente trabalho teve por objetivo verificar a adequacidade do uso de imagens de média resolução espacial para identificação da malha de estradas não pavimentadas e reconhecimento de feições erosivas originadas destas. O trabalho foi realizado tendo como objeto de estudo a microbacia do córrego dos Chaves, no município de Morrinhos, GO. Para a realização do trabalho levantou-se dados de campo referentes a estradas não pavimentadas e erosões às suas margens, utilizando um receptor GPS. Foram utilizadas imagens do sensor CCD do satélite CBERS, referentes aos meses de abril e setembro de 2007, e o software Spring, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). No estudo fez-se uso das bandas 2, 3 e 4, referentes às regiões do verde, vermelho e infra-vermelho próximo do espectro eletromagnético. Foram também utilizados dados vetoriais da área estudada obtidos junto ao SIEG. As imagens foram georreferenciadas, delimitando-se a área do estudo, sendo estas analisadas banda a banda, por meio de composições coloridas. Foram também realizadas análises utilizando classificação supervisionada e filtragem para realce de bordas. Os resultados obtidos mostraram que, a melhor forma de extração desse tipo de feição é a manual e que, estradas de seção transversal reduzida e de baixo volume de tráfego não são passíveis de reconhecimento, assim como feições erosivas de pequeno porte, no leito, bordas ou em áreas marginais a estas. Os artifícios de processamento digital com o uso de filtros e classificação supervisionada não forneceram resultados satisfatórios para a identificação dessas feições. Verificou-se também que a produção de mapa de risco de erosão com a escala disponível para o local do estudo, não apresentou correlação adequada com as feições erosivas levantadas a campo. Conclui-se assim, que o uso de imagens de média resolução espacial para extração de estradas deve ser acompanhado de mapeamento de campo, podendo, no entanto, servir como suporte para estudos de vizinhança a estas feições.

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.

Os efeitos da interação entre aerossóis e nuvens foram estudados neste trabalho através da análise das propriedades ópticas de nuvens em função da profundidade óptica do aerossol (AOD). A região de trabalho foi a Amazônia, particularmente durante a estação seca e na transição entre a estação seca e a chuvosa, quando as queimadas lançam grande quantidade de partículas na atmosfera. Foram utilizados produtos derivados do MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), sendo dois artigos utilizados como referência (Yu et al., 2007 e Koren et al., 2008). Observou-se comportamento de correlação entre fração de cobertura de nuvens e AOD conforme previsto em Koren et al. (2008) para outros anos estudados (2002 a 2008), nas estações seca e de transição entre seca e úmida, e em seis áreas menores de estudo de diferentes regiões da Amazônia, utilizando resultados das passagens da manhã (satélite Terra) e da tarde (satélite Aqua). Essas análises também foram realizadas restringindo-se os dados a situações atmosféricas semelhantes, conforme conteúdo de vapor dágua e instabilidade atmosférica, sendo observado o efeito microfísico através de médias, mas o radiativo não foi observado. / The effects of the interaction between aerosols and clouds are studied in this work by analyzing the optical properties of clouds as a function of the aerosol optical depth (AOD). The studied area is the Amazon region, particularly during the dry season and the transition between the dry to wet season, when fires release large amounts of particles in the atmosphere. MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) products are used and two papers are used as reference (Yu et al., 2007 and Koren et al., 2008). As observed by Koren et al. (2008), correlation between cloud cover fraction and AOD was observed in this study, for a larger database, including years 2002 to 2008, both during the dry seasons and the transition between dry to wet. Six smaller areas in the Amazon were also investigated, using results from morning (Terra satellite) and afternoon (Aqua satellite) overpasses. These tests were also conducted by restricting the data according to atmospheric conditions such as water vapor content intervals and atmospheric instability. In this case, only the microphysical effect was observed, but not the radiative.

O planeta terra tem grande dimensão, e seus recursos naturais precisam ser mapeados e conhecidos para nortear políticas públicas. O solo é um destes importantes recursos. O seu conhecimento passa pela caracterização e mapeamento pedológico e/ou de seus atributos. Para o adequado monitoramento, é necessário o conhecimento em escala detalhadas. Isto demanda recursos humanos, altos custos financeiros e de logística. Fato este ainda difícil de se atingir. Logo, é preciso investir em tecnologias que auxiliem na rápida obtenção de informações de qualidade, à baixo custo. Tendo em vista as áreas agrícolas da região de estudo, os objetivos deste trabalho foram: (i) definir uma metodologia que identifique em imagens de satélite, locais de o solo exposto; (ii) Mapear os teores granulométricos através de imagens de satélite e atributos do relevo, utilizou-se das imagens compostas do tópico (i). A área de estudo localiza-se na região de Araraquara, São Paulo, Brasil, com dimensão de 14.614 km2. Dentro desta área foram demarcados 952 pontos para coleta de amostras de terra na camada superficial, as quais foram georreferenciadas e analisadas granulometricamente em laboratório. Sua demarcação seguiu os preceitos do método da topossequência com o intuito de representar a variabilidade da região. Foram obtidas imagens do satélite Landsat 5 (sensor TM) multitemporais as quais foram processadas e transformadas em reflectância. As amostras de terra coletadas em campo passaram por sensor em laboratório (400-2500 nm), os espectros laboratoriais foram utilizados para validar aqueles obtidos nas imagens de satélite. Para tanto, nos locais onde foram coletadas as amostras, foram extraídos os dados espectrais dos pixels perfazendo os gráficos das curvas espectrais. Estas foram comparadas com os dados de obtidos em laboratório simulados. Feita a correlação, as imagens passaram por processos de eliminação de objetos que não fossem solo. Todas as imagens multitemporais foram finalizadas contendo apenas solo exposto, as quais dentro do software R foram sobrepostas e gerou-se uma imagem composta, com apenas solo exposto. Os resultados mostraram que as curvas espectrais de laboratório foram extremamente semelhantes aos das imagens de satélite, seguindo a lógica das variações texturais. Além disso, as técnicas de componentes principais e relação entre bandas 3-4, 5-7, e correlação entre bandas (sendo a mais expressiva com r de 0,87 entre TM7), comprovaram que a imagem apresentou solo exposto. Se um usuário utilizar-se somente uma imagem para estudar solos, teria na faixa de 4% de solo exposto, porém utilizando a técnica de composição de imagens, atingiria 43%. Não obstante, se a área de estudo fosse 100 % com agricultura poderia atingir 95% de solo exposto. Num segundo momento, o trabalho comprova, com o modelo Cubist, que tanto por imagens de satélite quanto por relevo foi possível quantificar os teores de argila da área da camada superficial, atingindo R2 de ≈0,65. No entanto, a qualidade visual do mapa gerado por relevo é ruim. Porém, quando se integra dados de imagens, relevo e geomorfologia, este resultado é de 0,72 e apresenta o melhor resultado visual. / Planet Earth has great dimension, and its natural resources has to be mapped and monitored, looking towards correct decisions. Soil is one of these important resources. Know soils is related with its caracterization and mapping by pedological and attributes recognition. For soil monitoring, its necessary maps in large scale, which demand man power and high cost. Thus, its necessary to invest in geotechnologies, to reach the goal faster and low cost. The objective of this work was to determine a method to determine exposed soils in satellite images, even when have vegetation, taking in account a multitemporal dataset, in agricultural areas, where as in a given season will have exposed soils. b. quantify clay and sand contents by satellite images and relief attributes. The area is located in Araraquara, SP, Brazil, with a 14.614 km2 dimension. We collected soil samples all over the area with a total of 952 points and 0-20 cm depth, georeferenced, representative of the area. Samples were granulometric analysed and afterwards passed throgh a vis-nir-swir sensor (400-2500 nm). We collected multitemporal images from landsat satellite from september and october n the last 15 years. Images were atmospheric corrected and transformed into reflectance. Laboratory spectral data was used to validate pixels spectra information from satellite. We extracted all objects which were not soils from all images. Using R software, we merged the multitemporal images and performed a unique bare soil image. Also, we made processing on the DEM of the área reaching several soil attribute factors. Results indicated as follows: a. labortory spectral curves validated satellite data; b) principal componentes and relation between bands ¾ and 5/7 reached great R2 until 0,87 between laboratory and satellite data; d) a user could reach 1,21% of na image with bare soil, while with our method could reach 43% in the entire image. On the other hand, if the user have only agriculture area, could reach until 95% with bare soil. In a second step of this work, we prove that by regression tree statistics, clay and sand content can be quantified by satellite images with a 0,62 of R2, as also with terrain atributes. On the other hand, when we associate image spectral data with terrain atributes, we can reach 0,72 on clay quantification. Despite this, the visual aspecto of data, is better using image data than relief , which presented more noise. Another conclusion, is that images could substitute geology information in the models. This work can considerably assist pedologists, farmers and environment professionals on soil monitoring.

A poluição atmosférica é hoje uma questão que afeta as megacidades por todo o mundo. As partículas de aerossol participam do balanço radiativo, da formação de nuvens, da química atmosférica, e são prejudiciais à saúde da população exposta. A extensão e o rápido crescimento das megacidades têm levado à necessidade do desenvolvimento de ferramentas para o monitoramento da poluição do ar, urbana e regional, por sensoriamento remoto via satélites. Foram analisadas as propriedades ópticas dos aerossóis da região metropolitana de São Paulo com medidas obtidas por fotômetros da rede mundial AERONET (Aerosol Robotic Network) operada pela NASA. Foi desenvolvida uma nova metodologia para a determinação da espessura óptica das partículas de aerossol com alta resolução espacial de 1x1 km, sobre a região metropolitana de São Paulo, por satélite. Cinco modelos ópticos de aerossol, representativos da região, foram definidos como função do albedo simples. No comprimento de onda de 550 nm, os modelos possuem valores de albedo simples que variam de 0,83 a 0,93. Foram utilizadas medidas de radiâncias obtidas com o sensor MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer), a bordo dos satélites Terra e Aqua da NASA. Extensos testes de sensibilidade foram realizados, analisando o papel do albedo simples, parâmetro de assimetria, refletância de superfície, vapor de água e outras propriedades na espessura óptica derivada. O algoritmo desenvolvido utiliza a propriedade de refletância crítica, que pode ser obtida pelo próprio sensor, para determinar o modelo de aerossol a ser empregado. Este procedimento permitiu a identificação mais precisa do modelo de aerossol, de forma dinâmica e interativa, reduzindo a incerteza na determinação da espessura óptica em alta resolução com o sensor MODIS. Os resultados de validação mostraram uma melhora significativa na comparação entre os produtos de espessura óptica obtidos com o sensor MODIS, quando comparado com as medidas de referência obtidas com radiômetros em superfície. Foram obtidos com esta metodologia mapas com a distribuição espacial de aerossóis com resolução de 1x1 km. Os estudos de casos também apresentaram a potencialidade do método em identificar o modelo de aerossol mais adequado, seja em eventos de poluição local, seja de transporte de poluentes de longa distância. Os modelos e procedimentos desenvolvidos podem ser aplicados a outras regiões urbanas, após as devidas validações. Como ferramenta complementar ao monitoramento ambiental de estações de superfície o produto apresentado pode-se tornar operacional e ser utilizado em rotina por órgãos de controle ambiental em megacidades, como, por exemplo, pela CETESB em São Paulo / Urban air pollution is a public concern in all megacities around the world. Aerosol particles are active participants in the atmospheric energy budget, cloud properties, atmospheric chemistry and have adverse effects on human health. The spatial extension and the high growth rate of the megacities show the need of the use of remote sensing technologies on urban air pollution monitoring. Optical properties of São Paulo aerosol particles were analyzed using global sun photometer measurements from the AERONET (Aerosol Robotic Network) operated by NASA. A new methodology was developed to retrieve aerosol optical thickness in 1x1 km resolution over São Paulo metropolitan area from satelites measurements. Five aerosol optical models representative of the region were defined as a function of the single scattering albedo. The single scattering albedo in 550 nm varied from 0,83 to 0,93 in the models. Radiances were used from MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor on Terra and Aqua NASA platforms. Sensitivities studies have shown the importance of the single scattering albedo, assymmetry parameter, surface reflectance, water vapor and other properties in the aerosol optical thickness retrieval from space. The developed algorithm uses the critical reflectance aerosol property, that is obtainable from the sensor measurements, to identify the aerosol model to be used. This procedure allow a more precise and dynamic definition of the aerosol model, reducing the uncertainties in the aerosol optical thickness retrieved from the MODIS sensor. Validation results have shown a significant improvement in a comparison between aerosol optical thickness obtained from MODIS and from surface radiometers measurements. Aerosol optical thickness images with 1x1 km resolution were obtained with this methodology and shows that the increase in the resolution of the aerosol optical thickness provides a more effective monitoring of the aerosol distribution in São Paulo. The case studies have shown the potentiality of this methodology to identify an adequate aerosol model, for both local aerosol pollution and in the long distance transport of pollutants. The models and procedures developed in this work can be applied in other urban regions with the appropriate validation. The presented product can be operational and used as routine measurement by environmental agencies in megacities, as an example, for CETESB in São Paulo, as a complementary tool to the regular ground based particulate matter monitoring.

Atualmente, pesquisadores das mais diversas áreas, tais como: Geologia, Física, Cartografia, Oceanografia, entre outras, utilizam imagens de satélite como uma fonte valiosa para a extração de informações sobre a superfície terrestre. Muitas vezes, a análise (classificação) destas imagens é realizada por métodos tradicionais sejam eles supervisionados (como o Método de Máxima Verossimilhança Gaussiana) ou nãosupervisionados (como o Método de Seleção pelo Pico do Histograma). Entretanto, pode-se utilizar as Redes Neurais Artificiais como uma alternativa para o aumento da acurácia em classificações digitais. Neste trabalho, utilizou-se imagens multi-espectrais do satélite LANDSAT 5-TM para a identificação de espécies vegetais (Mata Nativa, Eucalyptus e Acácia) em uma região próxima aos municípios de General Câmara, Santo Amaro e Taquari, no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Comparou-se qualitativamente e quantitativamente os resultados obtidos pelo método de Máxima Verossimilhança Gaussiana e por uma Rede Neural Artificial Multinível com BackPropagation na classificação da área de estudo. Para tanto, parte desta área foi mapeada através de uma verificação de campo e com o auxílio de classificadores nãosupervisionados (Kohonen, que é uma Rede Neural, e o método de Seleção pelo Pico do Histograma). Com isto, foi possível coletar dois conjuntos de amostras, sendo que um deles foi utilizado para o treinamento dos métodos e o outro (conjunto de reconhecimento) serviu para a avaliação das classificações obtidas. Após o treinamento, parte da área de estudo foi classificada por ambos os métodos. Em seguida, os resultados obtidos foram avaliados através do uso de Tabelas de Contingência, considerando um nível de significância de 5%. Por fim, na maior parte dos testes realizados, a Rede Neural Artificial Multinível com BackPropagation apresentou valores de acurácia superiores ao Método de Máxima Verossimilhança Gaussiana. Assim, com este trabalho observou-se que não há diferença significativa de classificação para as espécies vegetais, ao nível de 5%, para a área de estudo considerada, na época de aquisição da imagem, para o conjunto de reconhecimento.