Relationship between land cover and biophysical parameters in the Brazilian Savana
DOI:
https://doi.org/10.11606/rdg.v40i0.167739Keywords:
Environmental changes, Albedo, Surface temperature, SEBALAbstract
Land use and land cover is essential in regulating the water cycle and influences the evapotranspiration process. Land use and land cover changes will directly affect the balance of radiation by changing three biophysical parameters: albedo, NDVI and the surface temperature. This research aims at evaluating the relationship between land use and land cover and biophysical parameters involved in the estimation of heat flows and real evapotranspiration. These parameters were estimated using SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land), an essentially mathematical model that requires a few data collected on the surface for calibration. The study area comprises seven watersheds located in significant areas of the Southwest of Goiás State and Northwest of Mato Grosso do Sul State, Cerrado biome, with great diversity of land cover where areas of soy and corn production and livestock predominate. The surface temperature was identified as the biophysical parameter with the highest correlation with the balance of radiation, heat flows and evapotranspiration, with determination coefficients greater than 80%. The albedo, despite having a coefficient of determination in the range of 60%, also proved to be an important indicator of environmental changes with direct effects on the water cycle. The statistics also indicates that SEBAL is effective for estimating evapotranspiration in large areas, with diversity of land cover and few monitoring points.
Downloads
References
Ab’SABER, Aziz N. Os Domínios de natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. São Paulo: Ateliê, 2003.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Hidroweb – Sistema de Informações Hidrológicas. Disponível em: < http://www.snirh.gov.br/hidroweb/publico/ medicoes_historicas_abas.jsf#>. Acesso em 15 de janeiro de 2020.
ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration – Guidelines for computing crop water requirements. In: FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO, v.300, n.9, p. 1-297, 1998.
ALLEN, R. G. et al. SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) advanced training and users manual – Idaho implementation. Idaho: Idaho University, USA, 2002. 98p.
ALLEN, R. G. et al. Satellite-Based Energy Balance for Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration (METRIC) – Model. In: Journal of irrigation and drainage engineering, v. 133, n.04, p.380-394, 2007. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380)
ARIZA, A. Descripción y Corrección de Productos Landsat 8 LDCM (Landsat Data Continuity Mission). Bogotá: Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 2013. 46p.
BASTIAANSSEN, W. G. M., Regionalization of surface flux densities and moisture indicators in composite terrain. 1995. 273p. Tese (Ph.D.) - Wageningem Agricultural University, Wageningen, Netherlands, 1995.
BASTIAANSSEN, W. G. M. et al. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL): 2. Validation. Journal of Hydrology, v. 212 – 213, p. 213 – 229. 1998. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00254-6
BEZERRA, B. G. Balanço de energia e evapotranspiração em áreas com diferentes tipos de cobertura de solo no Cariri cearense através do algoritmo SEBAL. 2006. 147p. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, 2006.
COHEN, J. A Coefficient of Agreement for Nominal Scales. Educational and Psychological Measurement. v.20 (1960), p. 37 – 46. 1960. https://doi.org/10.1177/001316446002000104
DUBREUIL, V. et al. Os tipos de climas anuais no Brasil : uma aplicação da classificação de Köppen de 1961 a 2015. Confins [online], v. 37, n.37, 2018. https://doi.org/10.4000/confins.15738
ENVIRONMENTAL SYSTEMS RESEARCH INSTITUTE (ESRI) INC. ArcGis versão 10.6.1. EUA: Environmental Systems Research Institute, 2018.
FERREIRA, R. C. Calibração do SEBAL/METRIC e mapeamento do saldo de radiação com imagens Landsat 5 – TM e modelo de elevação digital. 2008. 93p. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, 2008.
FIGUEIREDO, G. C.; VIEIRA, C. A. O. Estudo do comportamento dos índices de Exatidão Global, Kappa e Tau, comumente usados para avaliar a classificação de imagens do sensoriamento remoto. In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 13. 2007. Florianópolis. Anais... Florianópolis: Inpe, 2007 p. 5755-5762.
GOMES, H. B. Balanço de Radiação e energia em áreas de cultivo de cana-de-açúcar e Cerrado no estado de São Paulo mediante imagens orbitais. 2009. 108p. Tese (Doutorado em Meteorologia) Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, 2009.
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA (INMET) - BDMEP – Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa. Disponível em <http://www.inmet.gov.br/projetos/rede/pesquisa/> Acesso em 10 out. 2019.
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA (INMET) – Rede de estações automáticas. Disponível em < http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=estacoes/ estacoesAutomaticas> Acesso em 10 out. 2019.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). Projeto PRODES de monitoramento do Cerrado brasileiro por satélite. Disponível em: < http://terrabrasilis.dpi.inpe.br/app/dashboard/deforestation/biomes/cerrado/increments>. Acesso em 15 de Janeiro de 2020.
LANDIS, J. R.; KOCH, G. G. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, v.33, n.1, p.159-174, mar. 1977. https://doi.org/10.2307/2529310
MAPBIOMAS. Disponível em: < https://mapbiomas.org/>. Acesso em 15 de Janeiro de 2020.
MARIANO, Z. F. A importância da variável climática na produtividade de soja no sudoeste de Goiás. 2005. 253p. Tese (Doutorado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Estadual de São Paulo, Rio Claro, São Paulo, 2005.
MARTINS, A. P. Uso de dados do sensor MODIS/AQUA e do algoritmo SEBAL para estimativa da evapotranspiração real na bacia do Rio Paranaíba. 2015. 150p. Tese (Doutorado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais, 2015.
MARTINS, A. P.; SCOPEL, I.; SOUSA, M. S.; PEIXINHO, D.M. Uso da terra e cobertura vegetal de 1985 a 2015 no Sudoeste de Goiás e relações com o meio físico. In: PEIXINHO, D.; SOUSA, M.S. (Orgs.). Reconfiguração do Cerrado: uso, conflitos e impactos ambientais. Goiânia, GO: Gráfica UFG, 2016. p. 11-34.
MENDONÇA, J. C. Estimação da evapotranspiração regional utilizando imagens digitais orbitais na região Norte Fluminense, RJ. 2007. 167p. Tese (Doutorado em Produção Vegetal) – Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, 2007.
MENDONÇA, J. C. et al. Aplicação do algoritmo SEBAL e imagens MODIS para estimativa do fluxo de calor no solo (G) na região Norte Fluminense, RJ, Brasil. In: SBSR, SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 14, 2009, Natal/RN. Anais do XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Natal: INPE, 2009. p.293-300.
MING, T. C.; LIU, W. T. H. Estimativa de albedo, temperatura e NDVI do estado de São Paulo através de dados AVHRR do satélite NOAA. In: CBM, CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 11, 2000. Rio de Janeiro/RJ. Anais do XI Congresso Brasileiro de Meteorologia. Rio de Janeiro, 2000. p. 3843-3850.
MOREIRA, L. C. J. et al. Variabilidade local e regional da evapotranspiração estimada pelo algoritmo SEBAL. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v30, n06, Nov/dez2010. p.1148-1159. 2010. https://doi.org/10.1590/S0100-69162010000600015
NICÁCIO, R. M. Evapotranspiração real e umidade do solo usando dados de sensores orbitais e a metodologia SEBAL na bacia do Rio São Francisco. 2008. 337p. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2008.
OLIVEIRA, B. S. et al. Improved Albedo Estimates Implemented in the METRIC Model for Modeling Energy Balance Fluxes and Evapotranspiration over Agricultural and Natural Areas in the Brazilian Cerrado. Remote Sensing, 10, p.1-27. 2018. https://doi.org/10.3390/rs10081181
PESSÔA, V.L.S. Ação do estado e as transformações agrárias no Cerrado das zonas de Paracatu e Alto Paranaíba. 1988. 239p. Tese (Doutorado em Geografia) - Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, São Paulo, 1988.
ROGERSON, P. A. Métodos estatísticos para Geografia: um guia para o estudante. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 348 p.
RUHOFF, A. L. Sensoriamento Remoto aplicado à estimativa de evapotranspiração em biomas tropicais. 2011. 180p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental) – Instituto de Pesquisas Hidráulicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, 2011.
RUHOFF, A. L. et al. A MODIS-Based Energy Balance to Estimate Evapotranspiration for Clear-Sky Days in Brazilian Tropical Savannas. Remote Sensing, 4, p.703-725. 2012. https://doi.org/10.3390/rs4030703
SILVA, C. A. Precipitações no Cerrado: análise da variabilidade pluviométrica e influência do fenômeno El Niño Oscilação Sul. 2018. 190p. Tese (Doutorado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, 2018.
UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY (USGS). Download de imagens Landsat, SRTM e Sentinel. Disponível em: < https://earthexplorer.usgs.gov/>. Acesso em 15 de setembro de 2019
VELOSO, G. A. Análise espaço temporal dos componentes do balanço de radiação, energia e evapotranspiração usando técnicas de sensoriamento remoto em áreas irrigadas do Projeto Jaíba/MG. 2014. 150p. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais, 2014.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 Alécio Perini Martins, Emerson Galvani
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
- Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution BY-NC-SA que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista. A licença adotada enquadra-se no padrão CC-BY-NC-SA.
- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre).
How to Cite
Funding data
-
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Grant numbers 88881.068465/2014-01 -
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Grant numbers 304973/2017-3
