O Estado do Rio Grande do Sul é um dos grandes produtores nacionais de soja, o que justifica o uso de técnicas de sensoriamento remoto para o monitoramento da cultura em tempo real. O objetivo geral da pesquisa foi analisar as respostas espectrais da cultura da soja ao longo do ciclo, submetida a diferentes sistemas de preparo do solo e níveis de irrigação. O experimento foi conduzido em uma área de 0,5ha, localizada na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul. A cultivar utilizada foi a FEPAGRO RS-10, com espaçamento entre linhas de 0,40m e uma população de 400.000 plantas/ha. Durante todo o ciclo foram realizadas medições de reflectância do dossel de plantas e do solo entre 11 e 13 horas, utilizando o telescópio do espectrorradiômetro marca LI-COR, modelo LI-1800. Para as determinações em folíolos de soja em laboratório, utilizou-se a esfera integradora acoplada ao espectrorradiômetro. Foram realizadas, também, algumas medições de parâmetros de planta. Os resultados mostraram que o manejo influencia o desenvolvimento das plantas, estando diretamente relacionado às diferenças nas respostas espectrais. O desenvolvimento dos folíolos de soja está associado a um aumento da absortância e conseqüente diminuição da reflectância e da transmitância. A reflectância do solo descoberto úmido se diferenciou dos demais solos, reforçando a necessidade do uso de índices de vegetação que considerem a reflectância do solo. Sobre o dossel de soja foram constatadas diferenças de reflectância entre as datas, comprovando ser a reflectância um indicador adequado da condição de crescimento e desenvolvimento das plantas. Os tratamentos irrigados apresentaram valores de reflectância superiores aos tratamentos não irrigados na porção do infravermelho próximo. Os índices de vegetação foram eficientes no monitoramento da cultura da soja, mas somente o Índice de Vegetação Perpendicular (PVI) e o Índice de Vegetação Ponderado (WDVI) diferenciam dosséis segundo a condição hídrica e sistema de preparo do solo. Funções ajustadas entre índices de vegetação e parâmetros de planta podem ser utilizadas para o monitoramento da cultura da soja utilizando técnicas de sensoriamento remoto. / The state of Rio Grande do Sul is one of the greatest Brazilian soybean producers, which justifies using remote sensing techniques to crop monitoring in actual time. The purpose of this study was to analyze some spectral responses of soybean during the crop cycle, submitted to different tillage systems and irrigation levels. The experiment was carried out in an area of 0.5 ha, located in the Estação Experimental Agronômica of UFRGS, in Eldorado do Sul, Rio Grande do Sul, Brazil. The cultivar used was the Fepagro RS-10, with row spacing of 0.40 m and a population of 400,000 plants per hectare. During the crop cycle, reflectance of plants and soil was measured between 11am and 1pm, using the telescope of a spectroradiometer LI-COR, model LI-1800. To carry out the determinations in soybean leaflets in the laboratory, the spectroradiometer integrating sphere were used. Some measurements of plant parameters were also performed. The results showed that the management has influenced the plants development which is directly related to the spectral responses. The development of soybean leaflets is associated to the increasement in absortance and consequent reduction in reflectance and transmittance. The moist bare soil is distinct from the others, reinforcing the need for using vegetation index by considering the reflectance of the soil. Differences in reflectance above the soybean canopy were found between the dates, showing that the reflectance is an indicator of plant growth and development conditions. The irrigated soybean crops showed higher reflectance values than those of non-irrigated plants in the near infrared portion. The vegetation indices were efficient for soybean monitoring, but only the Perpendicular Vegetation Index (PVI) and Weight Difference Vegetation Index (WDVI) differentiate canopies according water condition and tillage systems. Adjusted functions among vegetation indices and plant parameters can be used for soybean monitoring by using remote sensing techniques.

A utilização de dados gerados por sensores remotos e aerotransportados para o monitoramento das condições biofísicas de vinhedos já é conhecida. No entanto, poucos estudos têm aplicado esta ferramenta para a caracterização e discriminação espectral de diferentes variedades e em diferentes terroirs, principalmente no que se refere a sensores de média resolução espacial. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo principal avaliar dados espectrais de vinhedos, buscando verificar o potencial de uso das imagens geradas pelo sensor ASTER (Advanced Spaceborne Thermal and Reflection Radiometer) na caracterização e discriminação das variedades Cabernet Sauvignon, Chardonnay, Merlot e Pinot Noir, em cinco diferentes terroir, sendo dois no Chile, um no Brasil e dois da França. O estudo foi conduzido utilizando três imagens de cada um dos terroir estudados que abrangiam diferentes fases de desenvolvimento do dossel. Correção do efeito de crosstalk e correção atmosférica foram aplicadas em todas as cenas. Através de mapas fornecidos pelos proprietários dos vinhedos com a indicação das cepas, foi possível a localização dos lotes nas imagens e a coleta das informações espectrais. No Chile, foram coletadas amostras de Cabernet Sauvignon e Merlot para o Vale do Aconcagua e de Cabernet Sauvignon e Chardonnay para o Vale do Colchagua. Na França, na região de Bordeaux, foram coletadas amostras de Cabernet Sauvignon e Merlot de dois Châteaus, Giscours e Duhart Milon, e de Chardonnay e Pinot Noir para a região do Champagne. Em Encruzilhada do Sul, as quatro variedades foram avaliadas. De posse dos dados espectrais, foi verificada a existência de diferenças significativas entre as médias de reflectância levando em consideração as variedades que ocorriam em uma mesma região e a mesma variedade que ocorria em duas ou mais regiões através da aplicação de teste t para amostras independentes e Análise de Variância. Além disso, foi avaliada a similaridade das regiões e das variedades, através de análise de cluster. A Análise Discriminante (AD) foi aplicada para todas as datas avaliadas. Através da análise do centróide gerado pela AD e dos valores de NDVI das amostras das variedades, foi escolhida uma imagem para verificar a habilidade das funções discriminantes em diferenciar as variedades de uva. Através do cálculo da distância mínima entre o centróide para os valores discriminantes calculados para cada pixel, a imagem foi classificada. A validação final foi realizada através da comparação da imagem classificada com as informações contidas nos mapas de localização das cepas. Os resultados obtidos mostraram ser factível a discriminação espectral das variedades estudadas através da aplicação de AD. Os espectros de reflectância indicaram haver similaridades entre as regiões avaliadas, principalmente para Cabernet Sauvignon. Na análise de cluster, verificou-se uma tendência dos agrupamentos, sendo um formado pelas datas mais precoces e outro formado pelas datas mais tardias. Desta forma, conclui-se que as imagens geradas pelo sensor ASTER apresentam potencial para serem utilizadas em estudos que visem a identificação e caracterização de vinhedos e discriminação espectral de diferentes variedades. / Applications of remote sensing data to the monitoring of biophysical conditions of vineyards are well known. However, few studies have applied this resource to spectrally discriminate between vine varieties or to detect variations caused by changing terroirs; this is especially true with sensors of medium spatial resolution. This work aimed to obtain and analyze spectral data of vineyards, to assess to potential of ASTER (Advanced Spaceborne Thermal and Reflection Radiometer) images to characterize and discriminate the vine varieties Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot Noir and Chardonnay in five different terroirs, being two in Chile, one in Brazil, and two in France. Three images from each terroir were used, capturing different stages of canopy development. Corrections from the crosstalk effect and atmospheric influence were applied. Maps provided by owners informed on the place of each variety, making possible to locate the corresponding parcels on images, thus leading to the extraction of the spectrum of each variety. In Chile, samples of Cabernet Sauvignon and Merlot were collected for the Aconcagua Valley, and of Cabernet Sauvignon and Chardonnay for the Colchagua Valley. In France, at Bordeaux region, samples of Cabernet Sauvignon and Merlot were collected for the Chateaux of Giscours and Duhart Milon, and at Champagne, for Pinot Noir and Chardonnay. In Brazil, all four varieties were studied at the Encruzilhada do Sul region. The spectral data was analyzed from two perspectives: looking for significant differences in the mean reflectance between varieties at the same region; and considering the same variety are several regions. The t test and Analysis of Variance were applied. Similarities between varieties and regions were also estimated trhough cluster analysis. Discriminant analysis (DA) was applied for all dates. The centroids generated from DA, together with the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) of variety samples, were used to select an image to assess the potential of the discriminant functions to separate grape varieties. Image classification was performed by calculating the smallest distance between the centroids, for the discriminant values for each pixel. The final validation was done by comparing the classified image with the maps provided by owners, informing the varieties locations. The results show that it is possible to spectrally discriminate these four grape varieties, through DA. The reflectance spectra show that, at variety level, there are similarities between the regions, especially for Cabernet Sauvignon. In the cluster analysis, a tendency showed up, revealing two groups formed by the early and late image dates. It is concluded that images from the ASTER sensor have a significant potential to studies aiming to characterize vineyards and to spectrally discriminate grape varieties.

A ocupação de áreas naturais por espécies exóticas invasoras é um problema crescente, e segundo contribuinte mais importante para perda de biodiversidade no planeta. Esta problemática tem atingido inclusive áreas protegidas, caso do Parque Nacional da Lagoa do Peixe (PNLP), uma Unidade de Conservação (UC) localizada na planície costeira do Rio Grande do Sul. O crescimento da área ocupada pela exótica invasora Pinus spp no Parque chegou a proporções tais que motivou órgãos de controle a intervir e cobrar providências quanto à erradicação e controle do Pinus spp no interior e entorno da UC. Esta dissertação teve como objetivo geral estudar a evolução espaço-temporal da área ocupada por invasoras do gênero Pinus na parte norte do PNLP através de técnicas de sensoriamento remoto, e apoiadas em um estudo de radiometria dos alvos areia e Pinus. Dois artigos científicos foram produzidos, detalhando o processo de invasão na área de estudo e analisando o comportamento espectral de amostras de areia e acículas de Pinus spp presentes no local. Utilizaram-se imagens dos satélites Landsat entre os anos 1985 e 2017, e Rapid Eye entre 2011 e 2017, o que possibilitou obter uma série histórica de imagens e compreender o processo de invasão desde seu início Para identificação dos pixels Pinus, empregou-se o classificador Spectral Angle Mapper, cujo desempenho na identificação de áreas de Pinus teve exatidão acima de 80%. O estudo de radiometria foi realizado a partir de assinaturas espectrais medidas em laboratório e comparadas com assinaturas dos mesmos alvos obtidas por imagens do satélite Landsat. Os resultados confirmaram a capacidade invasora do Pinus spp, com crescente ocupação de áreas e uma leve aceleração na taxa de expansão. Verificou-se que o vento foi o principal fator de dispersão de sementes na área de estudo, e que as manchas de Pinus spp estão crescendo no sentido do vento NESO, que é dominante na região. A invasão nos campos de dunas inicialmente dependeu de sementes vindas de áreas próximas, mas atualmente é alimentada por sementes oriundas de árvores adultas existentes no local, o que agrava o problema. É importante ter ciência de que a presença do Pinus seguirá crescendo, com tendência de ocupar todos os espaços existentes na área de estudo, excluindo-se apenas as lagoas permanentes e topos de dunas. Portanto, as ações necessárias à erradicação são urgentes, e o atraso nestas ações vai ocasionar prejuízos ainda maiores à biodiversidade do Parque. / The occupation of natural areas by invasive alien species is a growing problem, and second most important contributor to biodiversity loss on the planet. This problem has also reached protected areas, such as the National Park of Lagoa do Peixe (NPLP), a Conservation Unit (CU) located on the coastal plain of Rio Grande do Sul. The growth of the area occupied by the exotic invader Pinus spp in the Park has arrived to such proportions that it motivated control agencies to intervene and demand measures regarding the eradication and control of the exotic in and around the Park. This dissertation aimed to study the space-time evolution of the area occupied by the exotic species Pinus spp in the northern part of the NPLP through remote sensing techniques, and supported by a study of radiometry of sand and Pinus targets. Two scientific articles were produced, detailing the invasion process in the study area and analyzing the spectral behavior of samples of sand and Pinus spp needles present at the site. Images from the satellites Landsat were used between 1985 and 2017 and from Rapid Eye between 2011 and 2017, which allowed to obtain a historical series of images and to understand the process of invasion from the beginning To identify the Pinus pixels, the Spectral Angle Mapper classifier was used, whose performance in the identification of Pinus areas had an accuracy above 80%. The radiometry study was performed from spectral signatures measured in the laboratory and compared with signatures of the same targets obtained by Landsat satellite images. The results confirmed the invasive capacity of Pinus spp, with increasing occupation of areas and a slight acceleration in the rate of expansion. It was verified that the wind was the main seed dispersion factor in the study area, and that Pinus spp spots are growing towards the NE-SW wind, which is dominant in the region. The invasion in the dune fields initially depended on seeds coming from nearby areas, but is currently fed by seeds from existing local adult trees, which aggravates the problem. It is important to be aware that the presence of Pinus will continue to grow, tending to occupy all spaces in the study area, excluding only lakes and dune tops. Therefore, the actions necessary for the eradication are urgent, and the delay in these actions will cause even greater damages to the biodiversity of the Park.

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-05-10T18:07:53Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_LineamentoPiúmaCaracterísticas.pdf: 30695379 bytes, checksum: dbb63f438dba2feb49b00d4e854db62d (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-05-11T20:08:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_LineamentoPiúmaCaracterísticas.pdf: 30695379 bytes, checksum: dbb63f438dba2feb49b00d4e854db62d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T20:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_LineamentoPiúmaCaracterísticas.pdf: 30695379 bytes, checksum: dbb63f438dba2feb49b00d4e854db62d (MD5) Previous issue date: 2015 / O lineamento Piúma, situado na porção sul do estado do Espírito Santo, está entre as feições morfoestruturais mais proeminentes da província Mantiqueira Setentrional. Constitui uma feição linear regional, de direção N50°W, bem marcada em imagens de sensoriamento remoto e mapas topográficos. Face ao significado tectônico atribuído ao lineamento Piúma na margem sudeste brasileira em trabalhos desenvolvidos dentro da PETROBRAS, os quais o colocaram como novo limite entre as bacias de Campos e Espírito Santo, e sua expressão na área continental adjacente, o presente estudo foi concebido de modo a propiciar o entendimento de suas características gerais e função que desempenha tanto na Província Mantiqueira, como na bacia de Campos. Levado a efeito através trabalhos de detalhe em campo e interpretação de imagens de sensores remotos, dados magnetométricos, gravimétricos e linhas sísmicas, este trabalho pretende constituir também uma contribuição ao estudo de lineamentos de um modo geral. Os dados de sensores remotos associados aos dados obtidos em campo mostram que a família de direção NW-SE representa, de maneira geral, as estruturas rúpteis. O lineamento Piúma se traduz na junção de lineamentos menores orientados na direção N50°W, que se estendem por cerca de 70 km, indo da porção próxima à margem continental até próximo à zona de cisalhamento de Guaçuí, no interior do estado do Espírito Santo. Os resultados indicam que o lineamento Piúma se traduz, em superfície, num sistema de fraturas com orientação preferencial N40°W a N60°W, e que suas estruturas definidoras registram a ação de dois regimes tectônicos distintos: um distensivo com ligeira componente transtrativa e outro transcorrente com importante componente transtrativa. Uma hipótese é que as fraturas orientadas na direção do conjunto Piúma tenham se originado em um regime distensivo e posteriormente tenham sido reativadas em regime transcorrente. A idade absoluta da estrutura não pode ser determinada, mas uma vez que corta todas as estruturas dúcteis expostas na área investigada, e considerando que estas devem ter uma idade máxima ediacarana, pode-se estimar a sua idade máxima também como ediacarana. Prolongando-se o lineamento para o interior da bacia de Campos, ele não encontra expressão nos mapas obtidos com os métodos potenciais. Contudo, a interpretação sísmica mostra que seu prolongamento coincide com um alto do embasamento, ao qual estão associadas falhas normais com blocos abatidos para ENE e WSW. Não é possível afirmar que a estrutura observada na porção onshore tenha continuidade para dentro da bacia de Campos. Contudo, a existência de estruturas com a mesma direção do lineamento é reportada por diversos autores como zonas de transferência, que balizaram a abertura oblíqua da margem continental sudeste brasileira. Não foram encontradas evidências para que o limite atual entre as bacias de Campos e Espírito Santo fosse alterado. _______________________________________________________________________________ / ABSTRACT : The Piúma lineament, situated in Southern Espírito Santo State, Brazil, is among the most prominent morphostructural features in northern Mantiqueira Province. The regional linear feature extends for about 70 km in a N50⁰W direction and it is recognized in satellite images and topographic maps. The lineament’s tectonic significance, not only in the continental area, but also in the Brazilian southeastern margin, is a matter of debate and the structure prolongation offshore was even pointed out as a new limit between the Espírito Santo and Campos basins. In this way, the present work is aimed to try to understand the role of this enigmatic structure, carried out through detailed field work, remote sensing imagery and geophysical data interpretation, contributing to lineaments study in general. The digital elevation model generated from SRTM data associated with field data has shown that the NW-SE lineaments in the study area set represents, in general, the brittle structures. When looked in detail, the Piúma lineament appears to be locally discontinuous and composed of several N50⁰W trending segments, extending for over 70 km in length, from the continental margin to the Guaçuí shear-zone, across the Espírito Santo State. The results obtained with this work indicate that the Piúma lineament can be described in surface as a brittle shear zone marked by the presence of small displacement faults and joints with a N40°W - N60°W preferred trend which register the action of two distinct tectonic regimes: one extensional with a minor strike-slip component, and the other strike-slip with a major trantensional component. One hypothesis is that the Piúma set fractures have their origin during an extensional regime, later reactivated in a strike-slip regime. The absolute age of the structure could not be obtained but, by cross-cutting relationships between brittle and ductile structures, we suppose that the Piúma fracture zone has an Ediacaran maximum age. The offshore geophysical investigation did not led to any expression for the Piúma lineament acting like a fault in the Campos basin. However, the seismic interpretation has shown that the lineament’s prolongation is coincident with basement highs, which are associated with normal faults dipping towards ENE and WSW. Although it was not possible to see a clear connection between the Piúma lineament onshore and a NW-SE structure offshore, several NW-SE trending structures in southeastern Brazilian margin have been often related to transfer zones that would have formed in response to the oblique aperture of the rift. No evidence was found, however, to support the change in the actual limit between Campos and Espírito Santo basins.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a contribuição de diferentes tipos de solo na parcela espectral do modelo agrometeorológico-espectral JONG (Fonseca, 2004). Para isso foi necessário analisar o comportamento espectral desses solos com relação à mineralogia e parâmetros físico-químicos, caracterizando os substratos, e avaliando as regiões espectrais mais sensíveis às variações da contribuição dos mesmos no modelo JONG. Os solos analisados constituem-se no substrato do Bioma Pampa que ocorre na porção centro sul do Estado do Rio Grande do Sul, distribuindo-se nas regiões geomorfológicas denominadas Escudo Sul-rio-grandense e Depressão Periférica. Análises de remoção do espectro contínuo, componentes principais e correlações foram aplicadas aos espectros das amostras para auxiliar na caracterização. O modelo linear de mistura espectral foi aplicado às imagens na tentativa de agrupar as unidades amostrais de acordo com a semelhança nas proporções de solo e vegetação, a fim de verificar a participação do substrato nas variáveis espectrais das imagens. As variáveis espectrais testadas foram aquelas usadas por Fonseca (2004). Comprovando a influência do comportamento espectral dos solos nas variações de brilho dos pixels amostrais, e buscando a inserção de outras variáveis espectrais ao modelo JONG, foi proposto o cálculo da diferença entre os valores de reflectância de superfície das unidades amostrais, e a comparação ao mesmo cálculo entre as reflectâncias das respectivas amostras, buscando localizar as bandas mais sensíveis às variações de albedo dos substratos. Uma nova parametrização do submodelo espectral foi implementada e integrada à variável agrometeorológica, obtendo-se um modelo JONG modificado. Concluiu-se que os solos analisados apresentaram grande contribuição à reflectância dos pixels, exibindo alto albedo e bandas de absorção bem marcantes em 1400 nm, 1900 nm e 2200 nm. O método de remoção do espectro contínuo permitiu avaliar as bandas de absorção e o relacionamento dessas com a presença de determinados elementos químicos. O uso das componentes principais mostrou-se adequado na separação das amostras com base nos espectros, possibilitando a formação de grupos por similaridade espectral, química e mineralógica. O agrupamento das unidades amostrais permitiu a comparação das grandezas espectrais testadas por Fonseca (2004) que mostraram-se sensíveis as variações do comportamento espectral dos substratos. Da comparação entre as diferenças nos valores de reflectância tanto das unidades amostrais quanto das amostras de solo, a maior sensibilidade à variação de albedo dos substratos ocorreu, respectivamente, nas bandas 4, 7, 5 e 3, do sensor Landsat 7/ETM+. Foi investigada a eficácia de novos índices espectrais para representar a participação dos solos na componente espectral do modelo JONG. As variáveis espectrais que melhor expressaram as variações da disponibilidade inicial de forragem e a contribuição espectral dos diferentes solos foram: a fração solo do modelo de mistura e os índices que relacionaram as bandas espectrais susceptíveis a variação de brilho dos substratos. O modelo JONG modificado mostrou-se sensível em representar a variabilidade espacial da disponibilidade de biomassa. A utilização de uma base radiométrica fez-se importante no entendimento do comportamento espectral dos solos visando considerar a contribuição desses ao Modelo JONG. / The objective of the present work was to evaluate the contribution of different soil types in the spectral parcel of the JONG agrometeorological-spectral model (Fonseca, 2004). For this it was necessary to analyze the spectral behavior of these soils regarding to mineralogy and parameters physicist-chemistries, characterizing ground, and evaluating the regions most sensible to the contribution variations of the same ones in the JONG model. The analyzed soil form the Biome Pampa’ grounds that occur in the portion south center of the Rio Grande do Sul State, distributing itself in geomorphologic regions called Sul-riograndense Shield and Peripherical Depression. Spectral continuum removal, principal components analysis and correlations were applied to the spectra samples to help in the characterization. Linear spectral mixture modeling was applied to the images in the attempt to group the sample units in agreement the similarity between soil and vegetation proportions in the pixel, in order to verify ground contribution in the spectral variable of images. The spectral variable tested were the same used by Fonseca (2004). Proving the influence of the soil spectral behavior in the brightness variations of the sample pixels, and searching to insert others spectral variables in the JONG model, it was proposed the difference calculation between the surface reflectance of the sample units, and the comparison to the same calculation between the sample reflectance for the respective units, in order to locate the bands most sensible to the ground albedo variations. New spectral submodel parameterization was determined and integrated to the agrometeorological variable, obtaining a modified JONG model. We conclude that the soils analyzed presented great contribution to the pixels reflectance, showing high albedo and well-defined absorption bands in 1400 nm, 1900 nm and 2200 nm. Analysis by continuum removal allowed evaluating the absorption bands and the relationship of these with the concentration of contents of chemical elements. The results of principal components showed adequate to separate spectra samples in groups by spectral, mineralogical and chemical similarity. The grouping of the sample units allowed the comparison of the spectral variables tested by Fonseca (2004) that showed sensible to the spectral behavior variations of the grounds. Comparison between differences in the reflectance values of the sample units and of the respective soil samples showed that biggest sensibility to the ground albedo variations occurred in the 4, 7, 5 and 3 bands, respectively. It was investigated the efficiency of the new indices to represent the soil participation in the spectral component of the JONG model. Spectral variables that best expressed to the availability variations of initial biomass and the spectral contributions of the different soils were: soil fraction and indices that had related the sensible spectral bands to the ground brightness variations. The modified JONG model showed sensibility in representing the space variability of the biomass conditions. The use of a radiometric base became important in the understanding of the soil spectral behavior aiming at to consider the contribution of these to the JONG model.

O presente trabalho tem como objetivo principal desenvolver e implantar um sistema de informações utilizando Banco de Dados que permita uma interface com os Sistemas de Informações Geográficas, promovendo e facilitando o acesso dos dados sobre o Processo de Arenização no Sudoeste do Rio Grande do Sul. Para tal utilizou-se como base as informações contidas no Atlas da Arenização do Sudoeste do Rio Grande do Sul, resultado do trabalho do grupo de pesquisa do Departamento de Geografia do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A área de ocorrência dos areais está localizada no sudoeste do Estado do Rio Grande do Sul, a partir do meridiano de 54º, em direção Oeste, até a fronteira com a República da Argentina e a República Oriental do Uruguai. A degradação do solo nesta área apresenta-se sob forma de areais, ocupando uma longa faixa onde se localizam os municípios de Alegrete, Cacequi, Itaquí, Maçambara, Manuel Viana, Quaraí, Rosário do Sul, São Borja, São Francisco de Assis e Unistalda. No desenvolvimento desse trabalho buscou-se realizar um levantamento acerca dos conhecimentos específicos tais como Modelagem de Dados, Banco de Dados, Geoprocessamento, Sistemas de Informações Geográficas e os Processos de Arenização no sentido de criar uma base conceitual e tecnológica, que possibilite a estruturação do sistema de maneira mais adequada. Desta forma, o desenvolvimento de sistemas de Banco de Dados deve estar baseado em uma metodologia eficaz, a partir da qual são empregados instrumentos específicos de apoio às diferentes etapas do projeto. Sendo assim, a abordagem utilizada foi a representação de dados no modelo relacional, utilizando-se, para tal, o Modelo de Entidade Relacionamento - MER. Este é baseado na percepção do mundo real, constituído por um conjunto de objetos básicos chamados de entidades, relacionamentos e atributos. Tal modelo foi desenvolvido para facilitar a tarefa de projetar banco de dados relacionais, possibilitando à especificação da estrutura lógica geral do mesmo. Seguindo esta metodologia, foi possível modelar e desenvolver um banco de dados contendo as informações importantes do objeto em estudo, a fim de que esses dados pudessem ser acessados futuramente para análise e obtenção de resultados sobre o Processo de Arenização no Sudoeste do Rio Grande do Sul. / The main purpose of the present work is to develop and implement a database information system to interface geographical information systems in order to foster and ease the access to data regarding the process of sand-spreading (in Portuguese, "Arenização") in southwest Rio Grande do Sul state. The southwest Rio Grande do Sul Sandiness Atlas, a work by the research group from the Geography Department of the Geosciences Institute of the Rio Grande do Sul University, was used as the source of information. The occurrence of fields the sand dunes ("Areais") is restricted to the southwest part of the Rio Grande do Sul state, from the 54W meridian, up to the borderline with the Republic of Argentina and the East Republic of Uruguay. The soil wears down throughout the whole area, forming a long strip of sand over the counties of Alegrete, Cacequi, Itaquí, Maçambara, Manuel Viana, Quaraí, Rosário do Sul, São Borja, São Francisco do Assis e Unistalda. During the development of this work, we sought to gather particular understanding about Data Modelling, Database Systems, Geoprocessing, Geographical Information Systems and Process of Sand-Spreading, in order to build a conceptual and technological base to allow the proper arrangement of the system. In this way, the development of a database system must be grounded by an effective methodology, from which particular support tools to the distinct parts of the project are employed. Therefore, the adopted approach was to represent data in the relational model, using the Entity-Relationship Model (MER), which is based on the perception of the real world, made up by a set of basic objects called in entities, relationships and attributes. The model was developed to ease the task of projecting relational database systems, allowing for its own general logical structure specification. Following this methodology, the modelling and development of a database with all the relevant information about the object of study has become possible in such a way that these data may be accessed later on for analyses and evaluation of the process of sand-spreading taking place over southwest Rio Grande do Sul state.

O Estado do Rio Grande do Sul é um dos grandes produtores nacionais de soja, o que justifica o uso de técnicas de sensoriamento remoto para o monitoramento da cultura em tempo real. O objetivo geral da pesquisa foi analisar as respostas espectrais da cultura da soja ao longo do ciclo, submetida a diferentes sistemas de preparo do solo e níveis de irrigação. O experimento foi conduzido em uma área de 0,5ha, localizada na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul. A cultivar utilizada foi a FEPAGRO RS-10, com espaçamento entre linhas de 0,40m e uma população de 400.000 plantas/ha. Durante todo o ciclo foram realizadas medições de reflectância do dossel de plantas e do solo entre 11 e 13 horas, utilizando o telescópio do espectrorradiômetro marca LI-COR, modelo LI-1800. Para as determinações em folíolos de soja em laboratório, utilizou-se a esfera integradora acoplada ao espectrorradiômetro. Foram realizadas, também, algumas medições de parâmetros de planta. Os resultados mostraram que o manejo influencia o desenvolvimento das plantas, estando diretamente relacionado às diferenças nas respostas espectrais. O desenvolvimento dos folíolos de soja está associado a um aumento da absortância e conseqüente diminuição da reflectância e da transmitância. A reflectância do solo descoberto úmido se diferenciou dos demais solos, reforçando a necessidade do uso de índices de vegetação que considerem a reflectância do solo. Sobre o dossel de soja foram constatadas diferenças de reflectância entre as datas, comprovando ser a reflectância um indicador adequado da condição de crescimento e desenvolvimento das plantas. Os tratamentos irrigados apresentaram valores de reflectância superiores aos tratamentos não irrigados na porção do infravermelho próximo. Os índices de vegetação foram eficientes no monitoramento da cultura da soja, mas somente o Índice de Vegetação Perpendicular (PVI) e o Índice de Vegetação Ponderado (WDVI) diferenciam dosséis segundo a condição hídrica e sistema de preparo do solo. Funções ajustadas entre índices de vegetação e parâmetros de planta podem ser utilizadas para o monitoramento da cultura da soja utilizando técnicas de sensoriamento remoto. / The state of Rio Grande do Sul is one of the greatest Brazilian soybean producers, which justifies using remote sensing techniques to crop monitoring in actual time. The purpose of this study was to analyze some spectral responses of soybean during the crop cycle, submitted to different tillage systems and irrigation levels. The experiment was carried out in an area of 0.5 ha, located in the Estação Experimental Agronômica of UFRGS, in Eldorado do Sul, Rio Grande do Sul, Brazil. The cultivar used was the Fepagro RS-10, with row spacing of 0.40 m and a population of 400,000 plants per hectare. During the crop cycle, reflectance of plants and soil was measured between 11am and 1pm, using the telescope of a spectroradiometer LI-COR, model LI-1800. To carry out the determinations in soybean leaflets in the laboratory, the spectroradiometer integrating sphere were used. Some measurements of plant parameters were also performed. The results showed that the management has influenced the plants development which is directly related to the spectral responses. The development of soybean leaflets is associated to the increasement in absortance and consequent reduction in reflectance and transmittance. The moist bare soil is distinct from the others, reinforcing the need for using vegetation index by considering the reflectance of the soil. Differences in reflectance above the soybean canopy were found between the dates, showing that the reflectance is an indicator of plant growth and development conditions. The irrigated soybean crops showed higher reflectance values than those of non-irrigated plants in the near infrared portion. The vegetation indices were efficient for soybean monitoring, but only the Perpendicular Vegetation Index (PVI) and Weight Difference Vegetation Index (WDVI) differentiate canopies according water condition and tillage systems. Adjusted functions among vegetation indices and plant parameters can be used for soybean monitoring by using remote sensing techniques.

A utilização de dados gerados por sensores remotos e aerotransportados para o monitoramento das condições biofísicas de vinhedos já é conhecida. No entanto, poucos estudos têm aplicado esta ferramenta para a caracterização e discriminação espectral de diferentes variedades e em diferentes terroirs, principalmente no que se refere a sensores de média resolução espacial. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo principal avaliar dados espectrais de vinhedos, buscando verificar o potencial de uso das imagens geradas pelo sensor ASTER (Advanced Spaceborne Thermal and Reflection Radiometer) na caracterização e discriminação das variedades Cabernet Sauvignon, Chardonnay, Merlot e Pinot Noir, em cinco diferentes terroir, sendo dois no Chile, um no Brasil e dois da França. O estudo foi conduzido utilizando três imagens de cada um dos terroir estudados que abrangiam diferentes fases de desenvolvimento do dossel. Correção do efeito de crosstalk e correção atmosférica foram aplicadas em todas as cenas. Através de mapas fornecidos pelos proprietários dos vinhedos com a indicação das cepas, foi possível a localização dos lotes nas imagens e a coleta das informações espectrais. No Chile, foram coletadas amostras de Cabernet Sauvignon e Merlot para o Vale do Aconcagua e de Cabernet Sauvignon e Chardonnay para o Vale do Colchagua. Na França, na região de Bordeaux, foram coletadas amostras de Cabernet Sauvignon e Merlot de dois Châteaus, Giscours e Duhart Milon, e de Chardonnay e Pinot Noir para a região do Champagne. Em Encruzilhada do Sul, as quatro variedades foram avaliadas. De posse dos dados espectrais, foi verificada a existência de diferenças significativas entre as médias de reflectância levando em consideração as variedades que ocorriam em uma mesma região e a mesma variedade que ocorria em duas ou mais regiões através da aplicação de teste t para amostras independentes e Análise de Variância. Além disso, foi avaliada a similaridade das regiões e das variedades, através de análise de cluster. A Análise Discriminante (AD) foi aplicada para todas as datas avaliadas. Através da análise do centróide gerado pela AD e dos valores de NDVI das amostras das variedades, foi escolhida uma imagem para verificar a habilidade das funções discriminantes em diferenciar as variedades de uva. Através do cálculo da distância mínima entre o centróide para os valores discriminantes calculados para cada pixel, a imagem foi classificada. A validação final foi realizada através da comparação da imagem classificada com as informações contidas nos mapas de localização das cepas. Os resultados obtidos mostraram ser factível a discriminação espectral das variedades estudadas através da aplicação de AD. Os espectros de reflectância indicaram haver similaridades entre as regiões avaliadas, principalmente para Cabernet Sauvignon. Na análise de cluster, verificou-se uma tendência dos agrupamentos, sendo um formado pelas datas mais precoces e outro formado pelas datas mais tardias. Desta forma, conclui-se que as imagens geradas pelo sensor ASTER apresentam potencial para serem utilizadas em estudos que visem a identificação e caracterização de vinhedos e discriminação espectral de diferentes variedades. / Applications of remote sensing data to the monitoring of biophysical conditions of vineyards are well known. However, few studies have applied this resource to spectrally discriminate between vine varieties or to detect variations caused by changing terroirs; this is especially true with sensors of medium spatial resolution. This work aimed to obtain and analyze spectral data of vineyards, to assess to potential of ASTER (Advanced Spaceborne Thermal and Reflection Radiometer) images to characterize and discriminate the vine varieties Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot Noir and Chardonnay in five different terroirs, being two in Chile, one in Brazil, and two in France. Three images from each terroir were used, capturing different stages of canopy development. Corrections from the crosstalk effect and atmospheric influence were applied. Maps provided by owners informed on the place of each variety, making possible to locate the corresponding parcels on images, thus leading to the extraction of the spectrum of each variety. In Chile, samples of Cabernet Sauvignon and Merlot were collected for the Aconcagua Valley, and of Cabernet Sauvignon and Chardonnay for the Colchagua Valley. In France, at Bordeaux region, samples of Cabernet Sauvignon and Merlot were collected for the Chateaux of Giscours and Duhart Milon, and at Champagne, for Pinot Noir and Chardonnay. In Brazil, all four varieties were studied at the Encruzilhada do Sul region. The spectral data was analyzed from two perspectives: looking for significant differences in the mean reflectance between varieties at the same region; and considering the same variety are several regions. The t test and Analysis of Variance were applied. Similarities between varieties and regions were also estimated trhough cluster analysis. Discriminant analysis (DA) was applied for all dates. The centroids generated from DA, together with the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) of variety samples, were used to select an image to assess the potential of the discriminant functions to separate grape varieties. Image classification was performed by calculating the smallest distance between the centroids, for the discriminant values for each pixel. The final validation was done by comparing the classified image with the maps provided by owners, informing the varieties locations. The results show that it is possible to spectrally discriminate these four grape varieties, through DA. The reflectance spectra show that, at variety level, there are similarities between the regions, especially for Cabernet Sauvignon. In the cluster analysis, a tendency showed up, revealing two groups formed by the early and late image dates. It is concluded that images from the ASTER sensor have a significant potential to studies aiming to characterize vineyards and to spectrally discriminate grape varieties.

A região do litoral norte do estado do Rio Grande do Sul abriga conjuntos florestais do Bioma Mata Atlântica que se encontram extremamente fragmentados e com reduzida parcela de vegetação nativa. A ocupação humana e as atividades econômicas agrícolas da região vêm ocasionando forte pressão nestes remanescentes florestais. O plantio de banana ocupa a maior área nesta região, gerando um enorme impacto sobre as áreas de Mata Atlântica que vem cedendo lugar para as áreas de bananais. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o uso de dados hiperespectrais para a diferenciação das áreas de Mata Atlântica e de bananais no município de Três Cachoeiras, o maior produtor de banana do Estado. Classificadores bayesianos foram utilizados para a determinação das classes, Mata Atlântica e Bananais, com dados extraídos de uma imagem de alta resolução espectral do município de Três Cachoeiras. Verificou-se que os valores de acurácia com índice Kappa e Exatidão Global diminuíram conforme a simplificação do classificador de Bayes. Desta forma, os maiores valores de acurácia foram os dos métodos de Máxima Verossimilhança, Fisher e Distância Euclidiana, respectivamente. Os dois primeiros métodos aumentam os valores de acurácia se forem implementados com um limiar de exclusão. Foi verificado que a variável ambiental de orientação de vertentes não influencia na forma da curva espectral das áreas ocupadas por bananais, influenciando somente na intensidade da mesma. Destaca-se que a utilização de dados hiperespectrais representam uma nova abordagem do sensoriamento remoto, complementando a análise do meio ambiente realizada pelos métodos multiespectrais. / The North Coast region of Rio Grande do Sul is home to sets of Atlantic Forest in the state; however they are extremely fragmented, with small portion of native vegetation. Human occupation and agricultural economic activities in the region have caused great pressure on these forest remnants. Banana plantation in this region is takes the biggest part of this area, and the features of this planting generates a huge impact on the areas of Atlantic Forest, since that it is giving way to the areas of plantations. This assignment aims to evaluate the use of hyperspectral data for differentiation between the Atlantic Forest and banana’s areas in the town of Três Cachoeiras, the state’s largest producer of banana. Bayesian classifiers and data extracted from a town’s high spatial resolution image have been used in order to verify the accuracy of the classifiers. It was found that the values of accuracy with an index Kappa and Global Accuracy have decreased by the simplification of the Bayes classifier. Thus the highest values of accuracy were the Method of Maximum Likelihood, Linear Fisher and Euclidean Distance, respectively. The first two methods increase the accuracy values if they are implemented with a threshold of exclusion. It was verified that the strands’ environmental orientation variable does not influence the shape of spectral curve of the areas of banana plantations, but only influences its intensity. It is noteworthy that the use of hyperspectral data represent a new way of approach to remote sensing, complementing the environmental analysis performed by the multispectral methods.

Nos últimos anos, o crescimento desordenado das grandes cidades gerou diversos problemas na infra-estrutura urbana que atingiram também as proximidades dos aeroportos, surgindo obstáculos que afetam a segurança das aeronaves, dos passageiros e da população que vive nesses locais. Além da segurança aeroportuária, a intensa circulação humana junto à Zona de Proteção dos Aeroportos, afeta o desenvolvimento sócio-econômico adequado da região. Visando padronizar as operações aéreas no mundo de forma a torná-las mais seguras, a Organização de Aviação Civil Internacional (OACI) publicou diversos documentos normativos que regulamentam as atividades aeronáuticas, havendo, no entanto, uma grande dificuldade na aplicação das normas de zona de proteção de aeródromos. Devido à precisão necessária as medidas e os levantamentos de obstáculos são realizados com métodos topográficos clássicos, o que demanda um custo alto devendo-se buscar novas alternativas que permitam realizar as medições com a precisão necessária, porém em um tempo menor e maior eficiência. O Sensoriamento Remoto desenvolveu-se de sobremaneira nos últimos anos, passando a contar com sensores capazes de produzir imagens com pixel de tamanho igual ou inferior a 1m. Atualmente, a utilização de imagens de alta resolução apresenta-se como uma moderna alternativa para a solução do problema de gerenciamento de obstáculos, visando o monitoramento contínuo do aumento de implantações irregulares no entorno dos aeroportos. Neste sentido, duas imagens IKONOS II, datadas de 2001 e 2008 foram utilizadas para o levantamento da ocupação do entorno do Aeroporto Salgado Filho em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, com objetivo de propor uma metodologia de fácil compreensão que possibilite o rápido entendimento dos planos de zona de proteção de aeródromo a sua relação com as áreas urbanas do entorno dos aeródromos, a localização e identificação de obstáculos e diversos outros alvos que se localizem nas referidas áreas, por meio da utilização de imagens de alta resolução espacial. Este estudo revelou que o uso de imagens de alta resolução apresenta-se como uma técnica eficiente para as análises de obstáculos, haja vista que um erro estimado de 2,66 m nas coordenadas da imagem ortorretificada é tolerável na maior parte dos parâmetros estabelecidos pelas superfícies limitadoras de obstáculos. / In recent years, large cities have experienced disordered growth, resulting in many problems of infrastructure that reached the airports neighborhoods, causing many obstacles that affect the safety of aircrafts, passengers and people living near the airports. An other result is the airport’s restriction, in such a way to affect the socio-economic development of the region attended by it. In intention of standardize, the aviation operations in the world to make them more safeties, the International Civil Aviation Organization (ICAO) published many documents to normalize and regulates the aviation activities, but there is a great difficulty to obey the rules of obstacles control. Because the necessary precision, the measures and obstacles surveying are made with conventional topography methods, which demand a very high cost, that makes necessary to look for new alternatives for performing measurements with the necessary precision, but in a shorter time and greater efficiency. In the last years, the remote sensing developed in a greater way, such to have sensors capable of producing images with a pixel size equal to or less than 1 m. Nowadays, the use of high-resolution images is presented as a modern alternative to solve the problem of obstacles managing to continuously monitoring the increase in irregular deployments around the airports. In this sense, two IKONOS II images, dated 2001 and 2008 were used to survey the occupation of the area surrounding the Salgado Filho airport in Porto Alegre, Rio Grande do Sul with the objective of propose a methodology of easy comprehension that makes possible to understand quickly the aerodrome obstacles limiting surfaces and its relation to the urban areas that surround the aerodromes, the localization and identification of obstacles and many other implantations that are situated in these areas, by using the high resolution images. This study showed that using high-resolution images is presented as an efficient technique for the analysis of obstacles, given that an estimated error of 2.66 m in the coordinates of the orthorectified image is tolerable in most of the parameters set by the surfaces that limits the obstacles implantation.