Estimativa do teor de água no solo utilizando dados de radar de abertura sintética

Soil moisture retrieval using SAR data

NOTA

Estimativa do teor de água no solo utilizando dados de radar de abertura sintética(¹)

Soil moisture retrieval using SAR data

O. A. Máximo^I; A. M. Saad^II; H. H. Kux^III

^IPesquisador da Divisão de Sensoriamento Remoto do Instituto de Estudos Avançados do Centro Técnico Aeroespacial. Rodovia dos Tamoios, Km 5,5, CEP 12228-840 São José dos Campos (SP). E-mail: [e-mail]

^IIPesquisador colaborador do Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT, São Paulo, em pós-doutoramento no Departamento de Engenharia Rural - DER da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"- ESALQ-USP. Av. Pádua Dias, 11, Caixa Postal 09, CEP 13418-900 Piracicaba (SP). Email: [e-mail]

^IIIPesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Caixa Postal 515, CEP 12.227-010 São José dos Campos (SP). E-mail: [e-mail]

RESUMO

Em virtude da crescente demanda mundial por alimentos, um monitoramento eficaz e em larga escala da umidade do solo constitui fator de grande importância para a previsão de safras. Este trabalho teve por objetivo apresentar uma técnica para o cálculo do teor de água no solo, utilizando modelos preditivos de umidade do solo, baseados em dados de radar de abertura sintética (SAR). Foram utilizados dados do SAR a bordo do JERS-1 ("Japanese Earth Resources Satellite") e dois modelos empíricos. O primeiro relaciona o coeficiente de retroespalhamento com a permissividade complexa (modelo de Dubois), e o segundo relaciona a permissividade complexa com o teor de água do solo e algumas de suas características físico-hídricas, tais como percentagem de areia e argila (modelo de Hallikainen). Inicialmente, os dados do SAR/JERS-1 foram calibrados e, por meio do modelo de Dubois, foram calculados os valores de permissividade complexa. Para tanto, foi necessário inserir níveis estimados de rugosidade do solo. A partir destes resultados, utilizou-se o modelo de Hallikainen para calcular a umidade volumétrica. A análise geral dos resultados indica que a técnica de estimação de umidade do solo a partir de imagens de radar de abertura sintética, utilizada neste estudo, mostrou-se física e matematicamente exeqüível. No entanto, apresentou uma precisão moderada, não sendo ainda recomendada para o uso operacional no mapeamento de umidade do solo. A análise dos resultados revelou também que a precisão dos dados é bastante influenciada pela precisão dos valores de rugosidade introduzidos.

Termos de indexação: umidade do solo, milho, modelos preditivos.

SUMMARY

This paper describes a technique that retrieves soil moisture from monopolarized SAR data. The technique uses SAR data obtained by the Japanese Earth Resources Satellite (JERS-1) and two empirical models. One relates the backscatter coefficient with the complex permitivity (Dubois's model), and the other relates the complex permitivity with soil parameters such as soil moisture (Hallikainen's model). First, the SAR data were calibrated to obtain the backscatter coefficient and the Dubois's model was inverted to achieve the complex permitivity. The insertion of estimated values of roughness was necessary to use the inverted equation with JERS-1 SAR data. Using these results and the Hallikainen's model, the soil moisture was calculated and compared with field measurements. The results were found to be moderately accurate and the inverted models were quite sensitive to the precision of the estimated values of roughness.

Index terms: synthetic aperture radar, water content, corn, retrieval models.

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AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o apoio do Instituto de Pesquisas Tecnológicas, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e do Centro Técnico Aeroespacial.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em julho de 1998

Aprovado em fevereiro de 1999

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(1

) Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, apresentada e aprovada no INPE, São José dos Campos (SP), em 21 de outubro de 1997.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  07 Out 2014
• Data do Fascículo
  Set 1999

Histórico

• Aceito
  Fev 1999
• Recebido
  Jul 1998