Downscaling de imagens MODIS e LANDSAT para estimativas de evapotranspiração em alta resolução espacial e temporal

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souza, Fernando Basquiroto de
• Orientador(a): Ruhoff, Anderson Luis
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sensoriamento remoto; Evapotranspiração
• Palavras-chave em Inglês: Remote sensing; Image fusion; Land surface temperature; SEBAL
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/256804

A temperatura de superfície é uma variável fundamental para balanços energéticos entre superfície e atmosfera, sendo muito utilizada na hidrologia para a estimativa de evapotranspiração. A natureza pontual de suas medições e o baixo número de estações meteorológicas que a medem faz com que o uso de sensoriamento remoto para obtê-la torne- se mais frequente e abrangente. Mesmo abrangendo grandes áreas, as imagens de sensoriamento remoto termal podem apresentar resoluções espaciais moderadas, quando a disponibilidade de dados é diária (e.g. sensor MODIS) e resoluções espaciais mais detalhadas, mas com resolução temporal de até 16 dias (e.g. Landsat). Essa relação inversa entre resolução espacial e temporal fez com que fossem desenvolvidas técnicas para aproveitar o melhor de cada resolução. Uma dessas técnicas é denominada downscaling. Dessa forma, buscou-se a obtenção de imagens de alta resolução espacial e temporal por meio de downscaling para estimativas de evapotranspiração, usando o modelo geeSEBAL. Como área de estudo, utilizou-se dados medidos em estações micrometeorológicas instaladas no sul do Brasil. Os resultados do downscaling da temperatura, ao compará-los com as imagens termais do Landsat, demonstraram que 84% dos valores MAE e 65% de RMSE ficaram abaixo de 2 K. Grande parte dos valores de R (77%) foram superiores à 0,70. Os valores de viés ficaram em sua grande maioria (84%) entre -2 e 2 K. De modo geral, comparando os resultados de downscaling obtidos com as medições de campo, os valores de MAE variaram entre 1,18 e 3,96 K; RMSE entre 1,55 e 4,32 K; com viés variando de -1,07 a 3,96 K. Os valores de R ficaram, em média, bem próximos de 0,90. Ao comparar os resultados de evapotranspiração com aqueles obtidos com imagens Landsat, verificou-se que 61% do MAE e 39% do RMSE apresentaram valores inferiores à 1,5 mm/d. Os valores de R tiveram valores maiores que 0,70 em 84% dos casos. Os vieses tiveram 74% dos resultados entre - 1,5 à 1,5 mm/d. Os resultados da comparação da evapotranspiração com as medições de campo demonstraram maior amplitude de erro conforme estação, com valores medianos de MAE de 1,90 mm/d; RMSE de 2,25 mm/d; viés de 0,10 mm/d; e com R de até 0,69. Mesmo com a variabilidade dos resultados, observou-se a viabilidade do downscaling da temperatura de superfície e evapotranspiração usando computação em nuvem para o desenvolvimento de séries temporais de alta resolução temporal e espacial usando o modelo geeSEBAL.