Estimativa da umidade do solo na região Semiárida do Brasil pelo método do triângulo universal Documento uri icon

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  • doctoral thesis

abstrato

  • A umidade do solo é uma variável chave no funcionamento de diversos processos que atuam no sistema terrestre, com destaque para os ciclos de água, energia e nutrientes no contínuo solo-planta-atmosfera. Uma série de métodos tem sido desenvolvida para estimativa da variabilidade espacial e temporal da umidade do solo. Dos métodos que utilizam os sensores remotos, uma das alternativas propostas para estimativa da umidade do solo foi por meio do chamado método do triângulo universal. Este método admite a existência de uma relação entre o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI), a Temperatura da Superfície Terrestre (LST) e a umidade superficial do solo. Enquanto a maioria dos sensores remotos utilizados atua em escalas da ordem de quilômetros, o método do triângulo, em princípio, permite que se trabalhe na escala desejada. No presente trabalho, utilizaramse os dados MODIS, MOD13A2 (NDVI) e MOD11A2 (LST), com resolução espacial de 1 km, para testar a habilidade do método em estimar a umidade superficial do solo (Mo) em uma cena do MODIS inserida no semiárido brasileiro. Os resultados obtidos foram validados a partir da comparação com dados de umidade do solo in situ obtidos em dois diferentes sítios de pesquisa, São João e Serra Talhada, representativos, respectivamente, das ecorregiões da Caatinga conhecidas como Planalto da Borborema e Depressão Sertaneja Meridional. Duas alternativas foram testadas para efeito do desenvolvimento da relação entre Mo, NDVI e LST: uma solução geométrica simples e outra por meio da geração de um polinômio de terceiro grau. A comparação com dados in situ resultou em coeficientes de correlação (R${2}$) de 0,18 e 0,78 para solução geométrica simples e polinômio, respectivamente. A equação polinomial foi validada de duas formas: por meio do processo de validação convencional, onde uma parte dos dados é utilizada para construir a equação, e o restante, para validá-la; e por meio de validação cruzada. Valores de R$^{2}$ obtidos em ambos os processos foram, respectivamente, 0,78 e 0,91. O elevado coeficiente de correlação obtido com a validação cruzada indica a existência de uma forte dependência da umidade superficial do solo em relação aos parâmetros de NDVI e LST, conforme preconizado pelo método aplicado. Dessa forma, a solução polinomial foi utilizada para espacialização da umidade superficial do solo (Mo) dentro da cena do MODIS, para dois períodos distintos: seco e chuvoso. Para o período seco, a umidade do solo variou de 0,1 a 0,3 cm$^{3}$ cm$^{-3}$ ao longo de toda a cena. Para o período chuvoso, a variação obtida foi de 0,3 a 0,5 cm$^{3}$ cm$^{-3}$. Em função do exposto, avalia-se que o método do triângulo apresenta potencial para uso na estimativa da umidade superficial do solo na região semiárida brasileira.
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data de publicação

  • 2017-01-01