IrrigaçãoPragas e DoençasSoloTecnologia

Imagens de satélite com ajuda do NDVI

Para que servem imagens de satélite

O uso de imagens de satélite para diagnóstico de uso de áreas agrícolas é uma possibilidade de o produtor alcançar maior grau de compreensão de sua área, ao perceber a resposta das plantas, em desenvolvimento, à cada talhão da área.

Para se obter um grande volume de informações das imagens capturadas, são realizadas várias tomadas de imagens, com equipamentos capazes de registrar imagens simultâneas da mesma localidade, em amplitudes de frequência diferentes.

Em seguida, através da comparação de intensidades em diferentes imagens, é possível se determinar informações sobre a atividade biológica daquela região.

Imagens de satélite na prática

O índice que utilizamos é o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), que em português significa Índice de Vegetação por Diferença Normalizada. É um cálculo matemático que nos possibilita quantificar a intensidade da atividade de clorofila ou simplesmente a atividade fotossintética nas plantas.

No sensoriamento remoto esse índice é utilizado principalmente em estudos ambientais, pois permite análises à respeito da cobertura vegetal de determinada região. Com o NDVI é possível identificar a existência ou ausência de vegetação, comparar a atividade fotossintética de uma lavoura ao longo do tempo, assim como entre áreas diferentes.    

Princípios físicos

O sensoriamento remoto é a ciência de obter informação sobre um determinado alvo sem que seja necessário entrar em contato com ele frequentemente. Os dados coletados remotamente podem ser: variações na distribuição de forças, de ondas mecânicas e de ondas eletromagnéticas (luz). A captura das informações pode ser realizada à partir de diversas plataformas como aeronaves, satélites ou até em laboratório.

Na plataforma Agrosmart utilizamos o satélite Sentinel-2, que pertence à Agência Europeia Espacial. Nele está à bordo um sensor capaz de capturar informações em diversas faixas do espectro eletromagnético, abrangendo desde o visível até o infravermelho, que é imperceptível a olho nu.

Entre as faixas que podem ser capturadas pelo equipamento presente no satélite estão a banda do vermelho (RED) e do infravermelho próximo (NIR), utilizadas para o cálculo NDVI, mostrado na equação 1.

Equação 1: NDVI = (NIR – RED)/(NIR + RED)

Uma folha sadia absorve bastante luz da banda do vermelho (ou reflete pouco, ex.: 8%), para execução da fotossíntese, enquanto reflete bastante o infravermelho (ex.: 50%) pois a clorofila bloqueia a sua passagem.

Já uma planta seca não absorve a luz do vermelho (reflete bastante, ex.: 30%), pois não produz fotossíntese e reflete menos (ex.: 40%) o infravermelho porque existe pouca clorofila para reter a passagem da luz.

NDVI Exemplo
Figura 1: Exemplo do cálculo NDVI e as folhas sadia a esquerda e a seca a direita.

Nas imagens de satélite com NDVI da Agrosmart esse valores são transformados em cores para facilitar a identificação, valores próximos a zero de NDVI com cor vermelha representando ausência de vegetação, amarelo representando a vegetação seca e a cor verde representando alto índice de NDVI com altas taxas de fotossíntese.

Padrão de cores NDVI

O padrão de cores adotado pela Agrosmart segue os seguintes valores de NDVI:

Escala NDVI
Figura 2: Escala NDVI Agrosmart

Esse padrão se refere aos valores calculados baseados nas imagens de satélite. Quanto maior o valor de NDVI, mais alta a taxa de fotossíntese da lavoura, representada pela cor verde. À medida que diminui o valor de NDVI a cor muda de tonalidade do amarelo para o laranja, finalizando na cor vermelha, que representa a ausência de atividade fotossintética.

Exemplos

Cultura da Soja

A imagem NDVI da Figura 3 abaixo apresenta a lavoura de soja sob pivô central. Como a propriedade possui relevo irregular, é esperada a formação de reservatórios de água, estes podem ser identificados ao redor do pivô, pois o filtro NDVI revela com a cor vermelha a ausência de vegetação nessas áreas.

Observa-se uma parte mais amarela do NDVI devido a menor intensidade de fotossíntese revelando possíveis falhas ou até carreadores, caminhos e estradas.

NDVI em lavoura de soja
Figura 3: NDVI de uma lavoura de soja sob irrigação com pivô central

Cultura do Milho

Um estudo de caso interessante é sobre a aplicação de nitrogênio (N) foliar na cultura do milho e o resultado pode ser observado na Figura 4 abaixo. A resposta da adubação pode ser visualizada pelo alto índice de vegetação representado pela faixa verde mais escura no pivô, que significa uma maior atividade de fotossíntese.

NDVI em lavoura de milho
Figura 4: NDVI de uma lavoura de milho sob irrigação com pivô central

Frutíferas

Outro exemplo é uma lavoura de coqueiro anão com irrigação localizada por gotejamento, na Figura 5 abaixo. Percebe-se as divisões paralelas de seus carreadores pelas cores vermelha e laranja do NDVI, assim como é perceptível a ocorrência de algumas falhas na lavoura e manchas com diferentes intensidades de NDVI.

O NDVI da parte esquerda da lavoura possui um tom mais amarelado do que a parte mais à direita, que por sua vez corresponde à uma maior taxa fotossintética das plantas. Outra observação relevante é a existência de alguns pontos mais claros espalhados por toda a lavoura, indicando falhas de plantio ou clareiras.

NDVI em lavoura de coqueiro anão
Figura 5: NDVI de uma lavoura de coqueiro anão com irrigação localizada

Áreas totalmente vermelhas significam ausência de vegetação, plena colheita ou até mesmo solo exposto. Regiões alaranjadas e com tons de amarelo correspondem à presença de palha, já que o amarelo desse índice indica uma fraca intensidade de fotossíntese nas plantas. O verde intenso do NDVI representa a vegetação em plena produção fotossintética.

Visão Geral da Fazenda

Na Figura 6 abaixo podemos observar uma fazenda com seis pivôs. Atentando-se para o pivô localizado na parte inferior da imagem, é bastante visível a variância no NDVI, o que permite a interpretação de uma colheita ou algum tipo de manejo específico para aquela área.

A maioria dos pivôs nessa imagem está sem vegetação, pela cor alaranjada ou amarela, e apenas um deles apresenta maior quantidade de vegetação realizando atividade metabólica.

NDVI em lavoura com 7 pivôs
Figura 6: NDVI de lavoura irrigada com 7 pivôs central

Ainda assim, esse pivô com vegetação possui algumas manchas em sua área. O NDVI mostra que existem pontos específicos onde a área não possui vegetação, por isso a atenção deve ser redobrada nessas regiões, preferencialmente com monitoramento contínuo.

Uma outra observação importante nessa imagem é que os pivôs sem vegetação apresentam manchas de cor verde. Isso acontece pois os canais de drenagem apresentam vegetação plena, mais especificamente capim, podendo ser observado pelo NDVI.

Conclusão

O NDVI é uma ferramenta excelente para visualizar áreas grandes, analisar a taxa fotossintética das plantas, encontrar falhas de plantio e possíveis anomalias. Pode ser usada para diversas culturas em todas as regiões do Brasil, pois depende apenas das imagens de satélite.

Quando o trabalho em campo é associado ao uso do NDVI, o resultado é muito positivo. Por isso deve-se comparar as observações da lavoura à plataforma Agrosmart.

Autor:
Marcus Sato, engenheiro agrônomo da Agrosmart.

Entenda as vantagens do NDVI:

Conheça um pouco mais sobre as imagens NDVI e seus benefícios

Mostrar mais

Artigos relacionados

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Botão Voltar ao topo