Metodologia para a construção de séries temporais de evapotranspiração por técnicas de sensoriamento remoto

Abstract

Para o adequado planejamento e gestão dos recursos hídricos se faz necessário compreender a dinâmica temporal e a distribuição espacial da evapotranspiração. A obtenção dessa informação para toda a bacia hidrográfica, entretanto, só é economicamente viável por meio de técnicas de sensoriamento remoto. Mas a disponibilidade de sensores orbitais necessários para o cálculo da evapotranspiração é limitada em relação a resolução espacial ou a frequência temporal de imageamento, representando limitações em inúmeras aplicações tais como a estimativa da evapotranspiração em talhões agrícolas, o monitoramento da estiagem agronômica, o manejo de cultura agrícolas e a modelagem hidrológica. Na presente tese é desenvolvido um procedimento metodológico para a construção de séries temporais de evapotranspiração a partir de estimativas remotas do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer – MODIS. Por meio do desenvolvimento e aplicação de técnicas de processamento de imagens foi possível obter estimativas com média resolução espacial (250 e 500 metros) e alta frequência temporal (> 7 dias), melhorando significativamente a frequência amostral comparativamente as abordagens que utilizam exclusivamente sensores como o Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer - ASTER e o Thematic Mapper - TM. Destaca-se ainda que o procedimento metodológico proposto foi desenvolvido considerando a eficiência operacional e a restrição da disponibilidade de dados coletados em campo para a calibração-validação do modelo que calcula a evapotranspiração. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

For the proper management and planning of water use it is necessary to understand the spatial distribution and temporal dynamics of evapotranspiration. The only way to acquire this type of information for the whole basin extension is to employ remote sensing techniques. The current polar satellite constellation necessary for the calculation of evapotranspiration has limitations in relation to the spatial resolution or the frequency of image acquisition, representing limitations in local applications such as the estimation of evapotranspiration in agricultural plots, the monitoring of agronomic droughts, agricultural management and hydrological modeling. In the present thesis, a methodological procedure is developed for the construction of evapotranspiration time series using remote sensing acquired data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer – MODIS sensor. Applying digital image processing techniques, it was possible to retrieve evapotranspiration estimations with median spatial resolutions (250 and 500 meters) and high temporal frequency (> 7 days), thus significantly improving the sampling frequency in comparison with other procedures that use sensors exclusively, such as the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer - ASTER and Thematic Mapper – TM. The proposed methodological procedure was developed considering the operational efficiency and the non-availability of in-situ collected data for calibration-validation of the model used to calculate evapotranspiration.