Uso de Imagens do Satélite MODIS para o estudo Desastres Naturais

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1 Uso de Imagens do Satélite MODIS para o estudo Desastres Naturais 5 Encontro com Usuários de Imagens de Satélites de Sensoriamento Remoto Manoel de Araújo Sousa Jr. manoel.sousa@crs.inpe.br

2 5 Encontro com Usuários de Imagens de Satélites de Sensoriamento Remoto

3 Geodesastres Sul O INPE implantou em janeiro de 2007 no Centro Regional Sul, o Núcleo de Aplicação e Pesquisa de Geotecnologias em Desastres Naturais e Eventos Extremos (Geodesastres- Sul). Área de atuação: região Sul de Brasil e países do Mercosul Colaboradores: universidades, órgãos públicos e privados Gerar dados de acesso livre e material educativo para a prevenção e mitigação de desastres naturais.

4 Geodesastres-Sul Desastres usando Sensoriamento Remoto Imagens Imagens de de Satélite Satélite Processamento de Imagens Avaliação de Riscos Fotos Fotos Aéreas Aéreas Alerta Dados Dados de de Campo Campo Integração dos Dados SIG SIG Monitoramento de Desastres Tomada de Decisões Séries Séries Históricas Históricas Avaliação de Dados

5 Eventos Naturais Clima Eventos naturais - secas, inundações, queimadas e furacões Presença do homem modificações no meio

6 Desastres Naturais Mudanças no clima Eventos naturais extremos Um evento natural passa a ser desastre quando provoca dano ao homem, caso contrário é apenas um evento natural.

7 Desastres Naturais AMEAÇA AMEAÇA NATURAL NATURAL (A) (A) Processos Processos ou ou fenômenos fenômenos naturais naturais com com suficiente suficiente intensidade, intensidade, num num determinado determinado espaço espaço e e tempo tempo específicos, específicos, para para causar causar danos danos VULNERABILIDADE VULNERABILIDADE (V) (V) Condições Condições resultantes resultantes de de fatores fatores físicos, físicos, socioeconômicos socioeconômicos e e ambientais ambientais que que aumentam aumentam a a susceptibilidade susceptibilidade da da comunidade comunidade aos aos impactos impactos de de ameaças ameaças NÃO NÃO CONTROLÁVEL CONTROLÁVEL OU OU PARCIALMENTE PARCIALMENTE CONTROLÁVEL CONTROLÁVEL CONTROLÁVEL CONTROLÁVEL RISCO RISCO (A, (A, V) V) Probabilidade Probabilidade de de perdas perdas físicas, físicas, socioeconômicas socioeconômicas e e ambientais ambientais como como resultado resultado combinado combinado da da ameaça ameaça e e a a vulnerabilidade vulnerabilidade Adaptado de Keipi et al., 2005

8 Crescimento do número de desastres naturais Histórico Países com maior perda humana e material Países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento são os mais afetados quando ocorre um desastre natural.

9 Crescimento do número de desastres naturais Causa principal: instabilidades atmosféricas Mundo: 60% Brasil: 80% Década /ano Década 70 90/ano Frequencia de desastres naturais (período ). Fonte: EM-DAT (2007).

10 O uso dos recursos naturais

11 Uso de Tecnologias Sensoriamento Remoto Tem uma grande aplicabilidade para o estudo e monitoramento de desastres naturais por permitir uma visão da área e por existir várias técnicas conhecidas de processamento e obtenção de informações sobre as imagens geradas. Prevenção A criação de modelos permite conhecer as conseqüências geradas por eventos extremos e a ajudar os órgãos competentes Mitigação O uso de informação proveniente de diferentes fontes permite diminuir as perdas. Definição de políticas públicas

12 Uso dos Produtos MODIS Produtos 36 bandas espectrais com resolução espacial de: Vantagens 250 metros para as bandas 1 e 2, 500 metros nas bandas 3 a 7, e 1 Km para as 29 bandas restantes. Alta resolução temporal permite acompanhar diariamente eventos, quase em tempo real. Média resolução espacial permite monitorar grandes áreas com poucas imagens (cada cena cobre uma faixa de 2330 km de largura).

13 Uso dos Produtos MODIS Vantagens Aplicações: terrestres; oceânicas; atmosféricas. Produtos gratuitos.

14 Aplicações MODIS Inundações Mapa global de 2006 atualizado com os maiores eventos de inundação ocorridos

15 Aplicações MODIS Inundações Mapa global de 2008 atualizado com os maiores eventos de inundação ocorridos

16 Aplicações MODIS Inundações

17 Monitoramento de Inundações Nordeste

18 Monitoramento de Inundações Imagem MODIS/AQUA- 9 de Setembro 2007

19 Monitoramento de Inundações Imagem MODIS/AQUA- 25 de Setembro 2007

20 Aplicações MODIS Queimadas Mapa de queimadas: 10/28/06-11/06/06 ( )

21 Aplicações MODIS Queimadas

22 Aplicações MODIS Vulcanismo Vulcão Chaiten (Chile)

23 Aplicações MODIS Vulcão Chaiten (Chile) 4 de junho de 2008

24 Aplicações MODIS Vulcanismo

25 Aplicações MODIS Satélite Ano Mês Dia Hora Min. Longitude Latitude A A A T T T T A T T T A A T A A A A A T A A A A A T

26 Análise Harmônica EVI/MODIS O Calculo é feito sobre os 23 mosaicos de cada ano São geradas imagens: Amplitude Fase ou posição Termo aditivo (imagem média) 15 φ 1 φ 2 / 2 13,8 cos [2π(2t) /365 4,74] C t π/2 π 3π/2 2π C 1 13,6 cos [2π 2t /365 1,25] J F M A M J J A S O N D

27 Análise Harmônica Cada termo designa o número de ciclos completados por uma onda num determinado intervalo 1 harmônico 2 harmônico 3 harmônico Mudanças na amplitude Mudanças na fase Mudanças na amplitude e na fase variação no tipo de uso e cobertura ou nas condições da vegetação variações no tempo de máximo vigor câmbios significativos da superfície terrestre

28 Análise Harmônica 2006 Imagem amplitude 1 harmônico 0,00 0,02 0,02 0,04 0,04 0,06 0,06 0,08 0,08 0,10 0,10 0,12 0,12 0,14 0,14 0,16 0,16 0,18 0,18 0,20 0,20 0,22 0,22 0,24 0,24 0,26 0,26 0,28 0,28 0,30 0,30 0,70

29 Análise Harmônica 2006 Imagem amplitude 2 harmônico 0,00 0,02 0,02 0,04 0,04 0,06 0,06 0,08 0,08 0,10 0,10 0,12 0,12 0,14 0,14 0,16 0,16 0,18 0,18 0,20 0,20 0,22 0,22 0,24 0,24 0,26 0,26 0,28 0,28 0,30 0,30 0,70

30 Análise Harmônica 2006 Imagem fase 1 harmônico Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro

31 Análise Harmônica 2006 Imagem amplitude 1 harmônico Amplitude 0,85 0,75 0,65 0,55 0,45 0,35 0,25 0,15 0,05-0,05-0, Dias Julianos EVI Soma dos 6 primeiros harmônicos

32 Análise Harmônica 2006 Imagem amplitude 12 harmônico Ano 2006 Amplitude 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Dias Julianos EVI Soma dos 6 primeiros harmônicos

33 Análise Harmônica 2006 Imagem amplitude 13 2 harmônico Ano 2006 Amplitude 0,85 0,75 0,65 0,55 0,45 0,35 0,25 0,15 0,05-0,05-0, Dias Julianos EVI Soma dos 6 primeiros harmônicos

34 Aplicações MODIS Furacões Imagem MODIS do Litoral de Santa Catarina e Rio Grande do Sul do Evento Catarina (27/03/2004)

35 Aplicações MODIS Secas Seca severa ocorrida durante o verão 2004/2005. Comparação da imagem de anomalias da vegetação do MODIS com a media ocorrida de 2000 a 2004: as áreas afetadas pela seca aparecem em marrom, e as áreas em verde corresponde a aquelas regiões com a vegetação mais densa do que a média.

36 Estudo de Estiagem EVI/MODIS 7 anos de imagens (mosaicos 4 imagens) Calculo de anomalias de EVI por estação do ano 6 imagens por estação verão outono inverno primavera 2001 V01 O01 Io1 Po V02 O02 I02 P V07 O07 I07 P V08

37 Estiagem Verão 2007 e 2008 Anomalias -> média e o desvio padrão das imagens , ,5 2...

38 Estiagem Verão 2007 e 2008 Destaque estado Rio Grande do Sul , ,5 2...

39 Estiagem Verão 2007 e 2008 N(0,1) -> 68,26% das ocorrências entre ± 1 σ, 95,44% das ocorrências entre ± 2 σ e 99,72% quando ± 3 σ A média está em uma anomalia negativa igual a -0,6 Desvio Padrão

40 Dados MODIS x Precipitação desvio da normal (mm)janeiro de , , Dados coletados nas imagens MODIS e correspondente a cada 250m no terreno Dados coletados em 19 estações meteorológicas gicas-fepagro

41 Dados MODIS x Precipitação desvio da normal (mm) janeiro de , , Dados coletados nas imagens MODIS e correspondente a cada 250m no terreno Dados coletados em 19 estações meteorológicas gicas-fepagro

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