III Encontro REDIENE IISeminário i REDIENE 2 3 de Maio 2012 Taller Nacional, Panama

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1 UTILIZACÍON DE IMÁGENES SATELITALES PARA EL INVENTARIO DE BIOMASSA FLORESTAL SATELITE IMAGES TO FORECAST FOREST BIOMASS III Encontro REDIENE IISeminário i REDIENE 2 3 de Maio 2012 Taller Nacional, Panama José R. Marques da Silva 1, Adélia M. O. de Sousa 1, Paulo Mesquita 1, Ana C.Gonçalves 1, Fátima Baptista 1, Luis Leopoldo Silva 1 1 Universidade de Évora, Évora Portugal

2 Universidade de Évora, Évora Portugal Fundada em Universidade Pública desde

3 1. Alguns conceitos Remota; associados id à Dt Detecção 2. Alguns conceitos sobre a física da radiação; 3. Aquisição de imagens e interacção com a atmosfera; 4. Caso pratico I(média resolução) Inventário biomássico da floresta equatorial (Panamá) 5. Caso pratico II (alta resolução) Inventário biomássico i de Quercus spp.

4 ADetecção Remota é uma técnica que nos permite obter informação sobre um determinado objecto ou fenómeno pela analise de dados recolhidos por um dispositivo na ausência de contacto mecânico. 4

5 A transferência de informação entre oalvo eo sensor (observador) ocorre por meio de radiação electromagnética: Exclui por isso as ondas sonoras (fala fala, audição, sonar) ou por via química (cheiro, feromonas,......) 5

6 A observação leva à produção deuma imagem espacial: Elimina um vasto campo de ferramentas de comunicação (telefone telefone, telegrafo, rádio......) que são também baseadas na transferência de ondas electromagnéticas. 6

7 As imagens terão que ser em formato digital: it Desta maneira, a visão humana, a fotografia e a fotografia aérea clássica (imagens analógicas) ficam fora do âmbito da detecção remota que aqui apresentamos. 7

8 A REM é uma forma de energia que é transferida num certo período de tempo, de um ponto para o outro. Passa portanto por uma dimensão energética e temporal; A REM apenas é perceptível quando colide com uma dt determinada d superfície. Daí Dítambém apresentar uma dimensão espacial. 8

9 Um quarto aspecto a ser considerado, d é a distribuição hemisférica da REM: a REM, que chega a uma determinada superfície, varia com a orientação; O quinto e ultimo aspecto deve se à componente espectral: aradiação é composta por diferentes comprimentos de onda. 9

10 É a distribuição ib i da intensidade id d da radiação electromagnética com relação ao seu comprimento de onda ou frequência. 10

11 As principais i i regiões do espectro electromagnético, do ponto de vista da detecção remota óptica e térmica, têm a seguinte localização: ultravioleta: 0,30 a 0,38 μm; visível: 0,38 a 0,70 μm; m infravermelho: 0,7 μma100 μm 11

12 Corresponde aoscomprimentos de onda mais curtos, utilizados principalmente na detecção de rochas e minerais que fluorescem ou emitem luz visível quando irradiados com radiação UV. 12

13 Violeta: μm Azul: μm Verde: μm Amarelo: μm Laranja: μm Vermelho: μm 13

14 A região dos infravermelhos pode ser dividida em três categorias, dependendo das propriedades da radiação: IVP: 0.7 a 1.3 μm IVM: 1.3 a 3 μm IVT: 3 a 100 μm 14

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17 A maioria dos objectos naturais tem uma assinatura espectral da sua superfície. 17

18 CASO DE ESTUDO MÉDIA RESOLUÇÃO PANAMA Lago Alajuela 18

19 FLORESTA TROPICAL 19

20 AZUL SEM REALCE 20

21 AZUL COM REALCE 21

22 VERDE SEM REALCE 22

23 VERDE COM REALCE 23

24 VERMELHO SEM REALCE 24

25 VERMELHO COM REALCE 25

26 INFRA VERMELHO PRÓXIMO SEM REALCE 26

27 INFRA VERMELHO PRÓXIMO COM REALCE 27

28 FALSA COR RGB b3 b4 b2 28

29 INDICE DE VEGETAÇÃO NDVI (b4 b3) / (b4 + b3) 29

30 CLASSIFICAÇÃO SV 30

31 FUNÇÕES DE BIOMASSA Conhecendo as funções de biomassa para a floresta ou para outro tipo de ocupações de solo, como por exemplo os arbustos, poderemos realizar um inventário da biomassa existente. 31

32 FUNÇÕES DE BIOMASSA Podemos ainda, caso tenhamos as imagens de satélite de anos anteriores, perceber a dinâmica espacial e temporal da evolução da biomassa com este tipo de tecnologia. 32

33 CASO DE ESTUDO ALTA RESOLUÇÃO PORTUGAL QUERCUS SPP. 33

34 Montado (Quercus suber /Quercus rotundifolia ) Montado, designação dos povoamentos florestais na região do Alentejo. Caracteriza se por povoamentos abertos de Quercus suber e Quercus rotundifolia ecommenoráreasurgeo Pinus pinaster, Pinus pinea e Eucaliptus globulus, quer em formações puras quer em mistas. Sobreiro (Quercus suber) Azinheira (Quercus rotundifolia/ilex)

35 Dados Imagens de alta resolução espacial do satélite Quickbird da Digital Globe ( Data 07/08/2006 Resolução radiométrica de 16 bits. As imagens foram adquiridas no modo Pan Sharpened correspondendo à fusão da banda pancromática com as 4 bandas espectrais. Resolução espacial de 0.70 m. B1 azul ( μm), B2 verde ( μm), ) B3 vermelho(v)( μm), B4 infravermelho próximo (IVP) ( μm). Média resolução Alta resolução Falsa Cor RGB b3 b4 b2

36 Metodologia i) Cálculo dondvi NDVI Falsa Cor RGB b3 b4 b2 Ausência de vegetação rasteira 36

37 Metodologia ii) Máscara da vegetação arbórea com base no NDVI (pormenor da área de estudo) Segmentação multi resolução Refinar a segmentação anterior (eliminar pixels de fronteira (sombra) limiar aplicado à média de cada objecto no IVP. 37

38 Metodologia ii) Máscara da vegetação arbórea com base no NDVI (pormenor da área de estudo) Eliminar pixels mistos (solo) limiar aplicado à banda do vermelho. Merge à classe não classificado (sub coberto) Máscara final da vegetação arbórea 38

39 Classificação final Projecção horizontal da copa (phc) I TALLER DE GESTIÓN DE INFORMACIÓN EN ENERGÍA, 18 de Maio 2011, Guatemala

40 Relação entre a projecção horizontal da copa (PHC) do Quercus rotundifolia easuarespectivabiomassa(porcadam 2 de PHC temos aproximadamente 8.0 kg de Biomassa) Biomassa cumulativa medida Biomassa cumulativa estimada (Biomassa cumulativa medida Biomassa cumulativa estimada) Biomassa a cumulativa, kg PHC satelite cumulativa, m2 Biomassa cumu ulativa estimada, kg Biomassa cum mulativa medida 40

41 Relação entre a projecção horizontal da copa (PHC) do Quercus suber e a suarespectivabiomassa(porcadam 2 de PHC temos aproximadamente 11.0 kg de Biomassa) Biomassa cumulativa medida Biomassa cumulativa estimada (Biomassa cumulativa medida Biomassa cumulativa estimada) Kg Biomassa cumulativa, kg PHC satelite cumulativa, m2 Biomassa cumu ulativa estimada, Biomassa cum mulativa medida 41

42 Conclusões Facilidade na realização de máscara de coberto arbóreo, utilizandobasicamente o NDVI. Data de aquisição das imagens é muito importante. Bons resultados na identificação e discriminação de espécies florestais. No caso da região do Alentejo, encontramos dificuldades na separação entre espécies dominantes (Quercus suber e Quercus rotundifolia), devido à sua semelhança espectral nos comprimentos de onda disponíveis. Esta dificuldade poderá ser ultrapassada, para aplicações na área da biomassa, se a relação entre PHC e biomassa das duas espécies éi for semelhante. 42

43 Conclusões Outros factores que dificultam a identificação eseparação de tipologias semelhantes são: povoamentos mistos, povoamentos com diferentes idades da mesma tipologia florestal, dimensão da área a processar. Asactuais imagens dealtaresoluçãoespacial l ilà medida que formos resolvendo alguns problemas relativamente à baixa resolução espectral podem se tornar numa ferramenta importantíssima para a obtenção de mapas do potencial de biomassa florestal de uma determinada região ou país. 43

44 Muito Obrigada 44