Uso séries temporais de índices de vegetação de imagens MODIS como ferramenta de monitoramento de índice de área foliar em plantios de Eucalyptus no Sul da Bahia

Abstract

O entendimento da dinâmica de parâmetros fisiológicos em plantios florestais é importante para compreender as relações entre produtividade, aspectos genéticos e o meio físico, e nisso, o uso do sensoriamento remoto e geoprocessamento têm ganhado destaque nos últimos anos. Este trabalho visou avaliar a aplicação de séries temporais de índice de vegetação, extraídas de imagens do sensor orbital MODIS, como ferramenta de monitoramento de IAF (índice de área foliar) em áreas de plantios florestais, através do estudo de relações entre o IAF e índices de vegetação e o desenvolvimento ou uso de métodos para o processamento das imagens e das séries temporais. Foram utilizadas imagens obtidas entre os anos de 2002 a 2011, com dados de reflectâncias nas bandas do azul, vermelho e infravermelho e os índices de vegetação NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e EVI (Enhanced Vegetation Index). Foram testados três índices de qualidade da informação, visando a eliminação de dados inconsistentes: os dois primeiros gerados pelo produto MODIS e o terceiro utilizando as bandas do vermelho e azul como indicadores. Foi realizada a suavização da série temporal utilizando o filtro de Savitzky-Golay, para reduzir as variações de curta escala temporal, causadas por diferenças em ângulos de visada, resíduos das correções atmosféricas e incertezas de outras naturezas. Foram coletados dados de IAF em campo em noventa áreas, estratificadas por classe de idade e tamanho dos talhões, utilizando o método de fotos hemisféricas. Utilizou-se, ainda, dados existentes de IAF para nove talhões, visando verificar a eficácia do modelo. Os valores de IAF das parcelas de calibração variaram de 1,3 a 5,7 m²/m², e foi observado um decréscimo do IAF com o aumento da idade dos plantios. Observou-se que, na região de estudo, os pixels do MODIS que estão inseridos inteiramente em um talhão, podem representar 50,4% das áreas de plantio de eucalipto da região. O índice de qualidade desenvolvido para esse estudo apresentou melhor eficiência em relação aos disponibilizados pelo MODIS, reduzindo o coeficiente de variação de 15 para 11% e excluindo 22% dos valores, em uma média para dez talhões avaliados. Não foi observada uma melhora evidente da estimativa de IAF com o aumento do tamanho dos alvos. Obteve-se melhores resultados para estimar o IAF através do EVI, que apresentou um coeficiente de determinação (R²) de 0,90 e erro médio quadrático (RMSE) de 0,81 m²/m², utilizando-se uma regressão logística. A verificação da eficácia do modelo resultou em uma correlação significativa (R² = 0,737 e RMSE = 0,67 m²/m²), com leve tendência para subestimação do IAF. Sugere-se a realização de um monitoramento contínuo de IAF em campo para testar a eficiência do modelo ao longo do tempo. Através do tratamento da série temporal e do banco de dados gerado, foi possível sugerir aplicações práticas para a ferramenta, como por exemplo, a avaliação do tempo de fechamento de dossel dos plantios e estimativa de danos causados por agentes externos, como fogo, pragas e doenças.