Avaliação da cobertura vegetal pelo índice de vegetação por diferença normalizada (IVDN)

Lima, Gabriela Camargos; Silva, Marx Leandro Naves; Curi, Nilton; Silva, Mayesse Aparecida da; Oliveira, Anna Hoffmann; Avanzi, Junior Cesar; Ummus, Marta Eichemberger

doi:10.4136/ambi-agua.959

Resumos

A perda de solo por erosão hídrica é a principal causa da degradação do solo no Brasil. No entanto, a erosão pode ser reduzida pela presença da vegetação. O cálculo do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (IVDN) permite avaliar o vigor vegetativo de culturas ou vegetação natural o que facilita a identificação de áreas com cobertura vegetal. Esta informação é muito importante para identificar o fenômeno que pode estar ocorrendo em uma determinada área, especialmente aqueles relacionados à degradação do solo por erosão hídrica. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o índice de cobertura vegetal por IVDN e verificar a precisão utilizando o Índice de Cobertura (IC) de Stocking, na sub-bacia das Posses, a qual pertence ao Sistema Cantareira, localizada no município de Extrema, Minas Gerais, Brasil. Para tanto, utilizou-se as imagens Landsat-5 TM. A sub-bacia das Posses mostrou-se alterada quando comparada com a área de entorno. A técnica do IVDN mostrou-se com boa acurácia para identificar os usos que ocorrem na sub-bacia das Posses, sendo validados pela metodologia de Stocking. O mapeamento pelo IVDN permitiu localizar na sub-bacia a distribuição geográfica dos diferentes usos do solo e identificar as áreas críticas em relação à cobertura vegetal, e, assim planejar esforços para recuperação e proteção do solo nas áreas desnudas e com pastagem degradada, visando diminuição dos passivos ambientais. O IC não ultrapassou 40% para a maioria dos usos que ocorrem na sub-bacia (91%), excetuando as áreas de vegetação arbórea.

IVDN; Planejamento agrícola; Stocking; sub-bacia das Posses; Extrema; MG

Soil loss by water erosion is the main cause of soil degradation in Brazil. However, erosion can be reduced by the presence of vegetation. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) makes it possible to identify the vegetative vigor of crops or natural vegetation which facilities the identification of areas with vegetation covers. This information is very important in identifying the phenomena which might be occurring in a particular area, especially those related to soil degradation by water erosion. Thus, the aim of this work was to assess the canopy cover by using NDVI, checking the image accuracy using the Coverage Index (CI) based on the Stocking method, in the Sub-basin of Posses, which belongs to the Cantareira System, located in the Extrema municipality, Minas Gerais, Brazil. Landsat-5 TM images were used. The sub-basin of Posses was very altered in comparison to the surrounding areas. The NDVI technique proved to be a suitable tool to assess the uses that occur in the sub-basin of Posses, as validated by the Stocking methodology. The map derived from NDVI allowed the geographic distribution of different land uses to be observed and allowed for the identification of critical areas in relation to vegetation cover as well. This finding can be used to optimize efforts to recover and protect soil in areas with bare soil and degraded pasture, in order to reduce environmental degradation. The CI has not exceeded 40% for land use classes that occur in the majority of the sub-basin (91%), except in areas of woody vegetation.

NDVI; Agriculture planning; Stocking; Posses sub-basin; Extrema; MG

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - ANA (Brasil). Programa produtor de água superintendência de usos múltiplos. Brasília: Ministério do Meio Ambiente. 2008.
ASRAR, G.; FUCHS, M.; KANEMASU, E. T.; HATFIELD, J. L. Estimating absorbed photosynthetic radiation and leaf area index from spectral reflectance in wheat. Agronomy Journal, Madison, v. 76, n. 2, p. 300-306, 1984.
BARET, F.; GUYOT, G. Potential and limits of vegetation indices for LAI and APAR assessment. Remote Sensing of Environment, Toulouse, v. 35, p. 161-173, 1991. http://dx.doi.org/10.1016/0034-4257(91)90009-U
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo 4. ed. São Paulo: Ícone, 1999. 355p.
BONATO, F.; MARTINS, A. K. E.; BARROS, E. K. E. Uso de geotecnologia para a classificação de pastagens em diferentes níveis de degradação da bacia do Ribeirão Matança localizada no Município de Pium - TO. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13., 2007, Florianópolis. Anais... São José dos Campos, INPE, 2007. p. 791-798.
CARDOSO, D. P.; SILVA, M. L. N.; CARVALHO, G. J.; FREITAS, D. A. F.; AVANZI, J. C. Plantas de Cobertura no Controle das Perdas de Solo, Água e Nutrientes por Erosão Hídrica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, p. 632-638, 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012000600007
COSTA, F. H. S.; FILHO, C. R. S.; RISSO, A. Análise temporal de NDVI e mapas potencias naturais de erosão na região do Vale do Ribeira, São Paulo. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13., 2007. Anais... São José dos Campos: INPE, 2007. p. 3833-3839.
EDUARDO, B. F. S.; SILVA, A. J. F. M. Avaliação da influência da correção atmosférica no cálculo do índice de vegetação NDVI em imagens Landsat 5 e RapidEye. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 16,. 2013. Anais... São José dos Campos: INPE, 2013. p. 1442-1449.
EPIPHANIO, J. C. N.; GLERIANI, J. M.; FORMAGGIO, A. R.; RUDORFF, B. F. T. Índices de vegetação no sensoriamento remoto da cultura do feijão. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 31, n. 6, p. 445-454, 1996.
FERREIRA, V. M.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; OLIVEIRA, A. H.; SILVA, M. A.; AVANZI, J. C. Influência antrópica e atributos de solo: inter-relações em ambientes de voçorocas na mesorregião Campos das Vertentes, MG. Geografia, Rio Claro, v. 36, p. 209-219, 2011.
FRANCO, J. B. S.; ROSA, R. Análise da possibilidade de identificar pastagens degradas utilizando dados radiométricos de campo. Sociedade & Natureza, Uberlândia, v. 16, n. 31, p. 37-55, 2004.
HOLBEN, B. N.; TUCKER, C. J.; FAN, C. J. Spectral assessment of soybean leaf area and leaf biomass. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, v. 46, p. 651-656, 1980.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS - INPE. Catálogo de imagens Disponível em: <http://www.dgi.inpe.br/CDSR>. Acesso em: 26 ago. 2009.
MACHADO, R. E.; VETTORAZZI, C. A. Simulação da produção de sedimentos para a microbacia hidrográfica do Ribeirão Dos Marins (SP). Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, n. 4, p. 735-741, 2003. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832003000400018
MARTINS, S. G.; SILVA, M. L. N.; AVANZI, J. C.; CURI, N.; FONSECA, S. Fator cobertura do solo e perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico em cultivo de eucalipto nos Tabuleiros Costeiros, ES. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 517-526, 2010.
MONTANHER, O. C.; PAULO, M. C. M. X-6SCORR: Conversão semi-automática de ND de imagens orbitais para FRB baseada em metadados XML e código 6s. Revista Brasileira de Cartografia, 2013. [Ahead of print].
OKIN, G. S. Relative spectral mixture analysis - a multitemporal index of total vegetation cover. Remote Sensing of Environment, Toulouse, v. 106, p. 467-479, 2007. http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2006.09.018
OLIVEIRA, A. H.; SILVA, M. A.; SILVA, M. L. N.; AVANZI, J. C.; CURI, N.; LIMA, G. C. Caracterização ambiental e predição dos teores de matéria orgânica do solo na sub-Bacia do Salto, Extrema, MG. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 33, p. 143154, 2012. http://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2012v33n1p143
OLIVEIRA, P. P. A.; CORSI, M. Recuperação de pastagens degradadas para sistemas intensivos de bovinos. São Carlos: EMBRAPA, 2005. (Circular Técnica 38).
POELKING, E. L.; LAUERMANN, A.; DALMOLIN, R. Imagens CBERS na geração de NDVI no estudo da dinâmica da vegetação em período de estresse hídrico. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13., 2007, Florianópolis. Anais... São José dos Campos: INPE, 2007. p. 4145-4150.
RIZZI, R.; FONSECA. E. L. Análise da variação espacial e temporal do NDVI no Estado do Rio Grande do Sul através de imagens AVHRR. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 10., 2001, Foz do Iguaçu. Anais... São José dos Campos: INPE, 2001. p.1735-1737.
SANTOS, C. A. G.; SUZUKI, K.; WATANABE, M.; SRINIVASAN, V. S. Influência do tipo da cobertura vegetal sobre a erosão no semi-árido paraibano. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 4, n. 1, p. 92-96, 2000. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662000000100017
SILVA, M. A.; FREITAS, D. A. F.; SILVA, M. L. N.; OLIVEIRA, A. H.; LIMA, G. C.; CURI, N. Sistemas de informações geográficas no planejamento de uso do solo. Agrária (UFRPE), Pernambuco, v. 9, p. 316-323, 2013.
SILVA, A. M.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; LIMA, J. M.; AVANZI, J. C.; FERREIRA, M. M. Perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico em Cambissolo e Latossolo sob chuva natural. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 40, p. 1223-1230, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-204X2005001200010
SILVA, M. A.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; AVANZI, J. C.; LEITE, F. P. Sistemas de manejo em plantios florestais de eucalipto e perdas de solo e água na região do Vale do Rio Doce, MG. Ciência Florestal, Piracicaba, v. 21, n. 4, p. 765-776, 2011.
STOCKING, M. A. Assessing vegetative cover and management effects. In: LAL, R. (Ed.). Soil erosion research methods Ankeny: Soil and Water Conservation Society, 1988. p.163-185.
TUCKER, C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment, v. 8, p. 127-150, 1979. http://dx.doi.org/10.1016/0034-4257(79)90013-0
VERMOTE, E. F.; TANRE, D.; DEUZE, J. L.; HERMAN, M.; MORCRETTE J. J. Second Simulation of the satellite signal in the solar spectrum, 6S: an overview. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, v. 35, n. 3, p. 675-686, 1997. http://dx.doi.org/10.1109/36.581987

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
08 Out 2013
Data do Fascículo
Ago 2013

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - ANA (Brasil). Programa produtor de água superintendência de usos múltiplos. Brasília: Ministério do Meio Ambiente. 2008.

[2] ASRAR, G.; FUCHS, M.; KANEMASU, E. T.; HATFIELD, J. L. Estimating absorbed photosynthetic radiation and leaf area index from spectral reflectance in wheat. Agronomy Journal, Madison, v. 76, n. 2, p. 300-306, 1984.

[3] BARET, F.; GUYOT, G. Potential and limits of vegetation indices for LAI and APAR assessment. Remote Sensing of Environment, Toulouse, v. 35, p. 161-173, 1991. http://dx.doi.org/10.1016/0034-4257(91)90009-U

[4] BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo 4. ed. São Paulo: Ícone, 1999. 355p.

[5] BONATO, F.; MARTINS, A. K. E.; BARROS, E. K. E. Uso de geotecnologia para a classificação de pastagens em diferentes níveis de degradação da bacia do Ribeirão Matança localizada no Município de Pium - TO. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13., 2007, Florianópolis. Anais... São José dos Campos, INPE, 2007. p. 791-798.

[6] CARDOSO, D. P.; SILVA, M. L. N.; CARVALHO, G. J.; FREITAS, D. A. F.; AVANZI, J. C. Plantas de Cobertura no Controle das Perdas de Solo, Água e Nutrientes por Erosão Hídrica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, p. 632-638, 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012000600007

[7] COSTA, F. H. S.; FILHO, C. R. S.; RISSO, A. Análise temporal de NDVI e mapas potencias naturais de erosão na região do Vale do Ribeira, São Paulo. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13., 2007. Anais... São José dos Campos: INPE, 2007. p. 3833-3839.

[8] EDUARDO, B. F. S.; SILVA, A. J. F. M. Avaliação da influência da correção atmosférica no cálculo do índice de vegetação NDVI em imagens Landsat 5 e RapidEye. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 16,. 2013. Anais... São José dos Campos: INPE, 2013. p. 1442-1449.

[9] EPIPHANIO, J. C. N.; GLERIANI, J. M.; FORMAGGIO, A. R.; RUDORFF, B. F. T. Índices de vegetação no sensoriamento remoto da cultura do feijão. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 31, n. 6, p. 445-454, 1996.

[10] FERREIRA, V. M.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; OLIVEIRA, A. H.; SILVA, M. A.; AVANZI, J. C. Influência antrópica e atributos de solo: inter-relações em ambientes de voçorocas na mesorregião Campos das Vertentes, MG. Geografia, Rio Claro, v. 36, p. 209-219, 2011.

[11] FRANCO, J. B. S.; ROSA, R. Análise da possibilidade de identificar pastagens degradas utilizando dados radiométricos de campo. Sociedade & Natureza, Uberlândia, v. 16, n. 31, p. 37-55, 2004.

[12] HOLBEN, B. N.; TUCKER, C. J.; FAN, C. J. Spectral assessment of soybean leaf area and leaf biomass. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, v. 46, p. 651-656, 1980.

[13] INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS - INPE. Catálogo de imagens Disponível em: <http://www.dgi.inpe.br/CDSR>. Acesso em: 26 ago. 2009.

[14] MACHADO, R. E.; VETTORAZZI, C. A. Simulação da produção de sedimentos para a microbacia hidrográfica do Ribeirão Dos Marins (SP). Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, n. 4, p. 735-741, 2003. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832003000400018

[15] MARTINS, S. G.; SILVA, M. L. N.; AVANZI, J. C.; CURI, N.; FONSECA, S. Fator cobertura do solo e perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico em cultivo de eucalipto nos Tabuleiros Costeiros, ES. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 517-526, 2010.

[16] MONTANHER, O. C.; PAULO, M. C. M. X-6SCORR: Conversão semi-automática de ND de imagens orbitais para FRB baseada em metadados XML e código 6s. Revista Brasileira de Cartografia, 2013. [Ahead of print].

[17] OKIN, G. S. Relative spectral mixture analysis - a multitemporal index of total vegetation cover. Remote Sensing of Environment, Toulouse, v. 106, p. 467-479, 2007. http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2006.09.018

[18] OLIVEIRA, A. H.; SILVA, M. A.; SILVA, M. L. N.; AVANZI, J. C.; CURI, N.; LIMA, G. C. Caracterização ambiental e predição dos teores de matéria orgânica do solo na sub-Bacia do Salto, Extrema, MG. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 33, p. 143154, 2012. http://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2012v33n1p143

[19] OLIVEIRA, P. P. A.; CORSI, M. Recuperação de pastagens degradadas para sistemas intensivos de bovinos. São Carlos: EMBRAPA, 2005. (Circular Técnica 38).

[20] POELKING, E. L.; LAUERMANN, A.; DALMOLIN, R. Imagens CBERS na geração de NDVI no estudo da dinâmica da vegetação em período de estresse hídrico. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 13., 2007, Florianópolis. Anais... São José dos Campos: INPE, 2007. p. 4145-4150.

[21] RIZZI, R.; FONSECA. E. L. Análise da variação espacial e temporal do NDVI no Estado do Rio Grande do Sul através de imagens AVHRR. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 10., 2001, Foz do Iguaçu. Anais... São José dos Campos: INPE, 2001. p.1735-1737.

[22] SANTOS, C. A. G.; SUZUKI, K.; WATANABE, M.; SRINIVASAN, V. S. Influência do tipo da cobertura vegetal sobre a erosão no semi-árido paraibano. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 4, n. 1, p. 92-96, 2000. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662000000100017

[23] SILVA, M. A.; FREITAS, D. A. F.; SILVA, M. L. N.; OLIVEIRA, A. H.; LIMA, G. C.; CURI, N. Sistemas de informações geográficas no planejamento de uso do solo. Agrária (UFRPE), Pernambuco, v. 9, p. 316-323, 2013.

[24] SILVA, A. M.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; LIMA, J. M.; AVANZI, J. C.; FERREIRA, M. M. Perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico em Cambissolo e Latossolo sob chuva natural. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 40, p. 1223-1230, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-204X2005001200010

[25] SILVA, M. A.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; AVANZI, J. C.; LEITE, F. P. Sistemas de manejo em plantios florestais de eucalipto e perdas de solo e água na região do Vale do Rio Doce, MG. Ciência Florestal, Piracicaba, v. 21, n. 4, p. 765-776, 2011.

[26] STOCKING, M. A. Assessing vegetative cover and management effects. In: LAL, R. (Ed.). Soil erosion research methods Ankeny: Soil and Water Conservation Society, 1988. p.163-185.

[27] TUCKER, C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment, v. 8, p. 127-150, 1979. http://dx.doi.org/10.1016/0034-4257(79)90013-0

[28] VERMOTE, E. F.; TANRE, D.; DEUZE, J. L.; HERMAN, M.; MORCRETTE J. J. Second Simulation of the satellite signal in the solar spectrum, 6S: an overview. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, v. 35, n. 3, p. 675-686, 1997. http://dx.doi.org/10.1109/36.581987

Brasil

Brasil

Avaliação da cobertura vegetal pelo índice de vegetação por diferença normalizada (IVDN)

Evaluation of vegetation cover using the normalized difference vegetation index (NDVI)

Resumos

Datas de Publicação