Parametrização do albedo e correção da temperatura da superfície no balanço de energia por imagens Landsat 8 na transição Cerrado-Pantanal
Ano de defesa: | 2018 |
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Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Mato Grosso
Brasil Instituto de Física (IF) UFMT CUC - Cuiabá Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental |
Programa de Pós-Graduação: |
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | http://ri.ufmt.br/handle/1/2066 |
Resumo: | The surface energy balance is one of the most important biophysical processes in environmental studies and has been estimated by remote sensing techniques. However, with the operation of new orbital sensors as OLI some parameters need parameterizations to estimate the energy balance. Therefore, the objective of this research was to evaluate the effects of parameterized albedo and corrected surface temperature on the energy balance and evapotranspiration by Landsat 8 satellite images in a Cerrado-Pantanal transition region. The study area covers the CerradoPantanal transition region in the south of the State of Mato Grosso. We used images from the Landsat 8 satellites OLI and TIRS sensors and MODIS MOD09A1 product images between the years of 2013 to 2016, obtained from the USGS ESPA platform. The parameterized surface albedo model was developed from a multiple linear regression in which the surface albedo proposed by Liang (2000) was used as reference. Four algorithms were used to correct the atmospheric effects applied to the brightness temperature. The albedo, surface temperature and brightness temperature estimates were inserted in the SEBAL algorithm, which was validated by measurements and estimates of the energy balance by the Bowen ratio method. The parameterized albedo model obtained better performance in all the uses of the sampled soil with decrease of the errors in relation to the conventional model. The brightness temperature was significantly lower than the surface temperatures. There were no significant differences between the surface temperatures estimated by the models. The net radiation estimated by the parameterized albedo was smaller and had smaller errors. The values of sensible flux, latent flux and evapotranspiration estimated by the parameterized albedo had smaller errors. The obtained results show that the surface albedo exerts a greater impact on the energy balance and evapotranspiration estimates than the surface temperature correction. |
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Parametrização do albedo e correção da temperatura da superfície no balanço de energia por imagens Landsat 8 na transição Cerrado-PantanalSensoriamento remotoAlgoritmo SEBALEvapotranspiraçãoValidaçãoCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICARemote sensingSEBAL algorithmEvapotranspirationValidationThe surface energy balance is one of the most important biophysical processes in environmental studies and has been estimated by remote sensing techniques. However, with the operation of new orbital sensors as OLI some parameters need parameterizations to estimate the energy balance. Therefore, the objective of this research was to evaluate the effects of parameterized albedo and corrected surface temperature on the energy balance and evapotranspiration by Landsat 8 satellite images in a Cerrado-Pantanal transition region. The study area covers the CerradoPantanal transition region in the south of the State of Mato Grosso. We used images from the Landsat 8 satellites OLI and TIRS sensors and MODIS MOD09A1 product images between the years of 2013 to 2016, obtained from the USGS ESPA platform. The parameterized surface albedo model was developed from a multiple linear regression in which the surface albedo proposed by Liang (2000) was used as reference. Four algorithms were used to correct the atmospheric effects applied to the brightness temperature. The albedo, surface temperature and brightness temperature estimates were inserted in the SEBAL algorithm, which was validated by measurements and estimates of the energy balance by the Bowen ratio method. The parameterized albedo model obtained better performance in all the uses of the sampled soil with decrease of the errors in relation to the conventional model. The brightness temperature was significantly lower than the surface temperatures. There were no significant differences between the surface temperatures estimated by the models. The net radiation estimated by the parameterized albedo was smaller and had smaller errors. The values of sensible flux, latent flux and evapotranspiration estimated by the parameterized albedo had smaller errors. The obtained results show that the surface albedo exerts a greater impact on the energy balance and evapotranspiration estimates than the surface temperature correction.O balanço de energia superficial é um dos processos biofísicos de maior importância em estudos ambientais e tem sido estimado por técnicas de sensoriamento remoto. Entretanto, com a operação de novos sensores orbitais, alguns parâmetros necessitam de parametrizações para estimativa do balanço de energia. Sendo assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar os efeitos do albedo parametrizado e da temperatura da superfície corrigida no balanço de energia e evapotranspiração por imagens satélite Landsat 8 em uma região de transição Cerrado-Pantanal. A área de estudo compreende a região de transição Cerrado-pantanal no sul do Estado de Mato Grosso. Foram utilizados imagens dos satélites Landsat 8 sensores OLI e TIRS e imagens do produto MOD09A1 do MODIS entre os anos de 2013 a 2016, obtidas da plataforma ESPA do USGS. O modelo de albedo da superfície parametrizado foi desenvolvido a partir de uma regressão linear múltipla em que o albedo da superfície proposto por Liang (2000) foi utilizado como referência. Foram utilizados quatro algoritmos de correção dos efeitos atmosféricos aplicados à temperatura de brilho. As estimativas de albedo, temperatura da superfície e temperatura de brilho foram inseridos no algoritmo SEBAL, que foi validado por medidas e estimativas do balanço de energia pelo método da razão de Bowen. O modelo de albedo parametrizado obteve melhor desempenho em todos os usos dos solo amostrados com diminuição dos erros em relação ao modelo convencional. A temperatura de brilho foi significativamente menor que as temperaturas da superfície. Não houve diferenças significativas entre as temperaturas da superfície estimadas pelos modelos. O saldo de radiação estimado pelo albedo parametrizado foi menor e teve menores erros. Os valores de fluxo de calor sensível, latente e evapotranspiração estimado pelo albedo parametrizado tiveram menores erros. Os resultados obtidos evidenciam que o albedo da superfície exerce maior impacto nas estimativas do balanço de energia e evapotranspiração do que a correção da temperatura da superfície.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Física (IF)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em Física AmbientalMachado, Nadja GomesBiudes, Marcelo Sacardihttp://lattes.cnpq.br/7273935697798004http://lattes.cnpq.br/9058690473723423Machado, Nadja Gomes713.049.401-87http://lattes.cnpq.br/9058690473723423Biudes, Marcelo Sacardi893.219.011-91http://lattes.cnpq.br/7273935697798004713.049.401-87893.219.011-91Danelichen, Victor Hugo de Morais012.729.331-05http://lattes.cnpq.br/3461595808977435Mello, Geison Jader283.851.558-64http://lattes.cnpq.br/9794369843997713Querino, Carlos Alexandre Santos009.799.824-99http://lattes.cnpq.br/1961496453115559Angelini, Lucas Peres2020-08-27T15:56:56Z2018-06-272020-08-27T15:56:56Z2018-06-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisANGELINI, Lucas Peres. Parametrização do albedo e correção da temperatura da superfície no balanço de energia por imagens Landsat 8 na transição Cerrado-Pantanal. 2018. 68 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2018.http://ri.ufmt.br/handle/1/2066porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2020-09-01T07:01:30ZRepositório InstitucionalPUB |
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